दुष्प्रभाव (कंप्यूटर विज्ञान): Difference between revisions
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[[कंप्यूटर विज्ञान]] में, ऑपरेशन, [[सबरूटीन]] या [[अभिव्यक्ति (प्रोग्रामिंग)]] को साइड इफेक्ट कहा जाता है यदि यह अपने स्थानीय वातावरण के बाहर कुछ [[राज्य (कंप्यूटर विज्ञान)]] | [[कंप्यूटर विज्ञान]] में, ऑपरेशन, [[सबरूटीन]] या [[अभिव्यक्ति (प्रोग्रामिंग)|एक्सप्रेशन (प्रोग्रामिंग)]] को साइड इफेक्ट कहा जाता है यदि यह अपने स्थानीय वातावरण के बाहर कुछ [[राज्य (कंप्यूटर विज्ञान)|स्टेट (कंप्यूटर विज्ञान)]] वैरीएबल मान को संशोधित करता है, जिसका अर्थ है कि ऑपरेशन के आह्वानकर्ता को वैल्यू वापस करने के अपने प्राथमिक प्रभाव के अतिरिक्त इसका कोई अवलोकनीय प्रभाव है या नहीं। उदाहरण के साइड इफेक्ट्स में [[गैर-स्थानीय चर|स्टैटिक लोकल वैरीएबल]] को संशोधित करना, स्थिर स्थानीय वैरीएबल को संशोधित करता है, परिवर्तनीय तर्क को संशोधित करना वैल्यूांकन रणनीति संदर्भ द्वारा कॉल करें, I/O निष्पादित करना या साइड-इफेक्ट्स के साथ अन्य फ़ंक्शन को कॉल करना सम्मिलित है।<ref name="Spuler-Sajeev_1994"/> साइड इफेक्ट्स की उपस्थिति में, किसी प्रोग्राम का व्यवहार इतिहास पर निर्भर हो सकता है; अर्थात् वैल्यूांकन का क्रम माध्यम रखता है। किसी फ़ंक्शन को साइड इफेक्ट के साथ समझने और डिबग करने के लिए संदर्भ और उसके संभावित इतिहास के बारे में ज्ञान की आवश्यकता होती है।<ref name="Hughes_1990"/><ref name="Collberg_2005"/> | ||
साइड इफेक्ट्स [[प्रोग्रामिंग भाषा]] | साइड इफेक्ट्स [[प्रोग्रामिंग भाषा|प्रोग्रामिंग]] लैंग्वेज के डिजाइन और विश्लेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। किस सीमा तक साइड इफेक्ट्स का उपयोग किया जाता है यह प्रोग्रामिंग प्रतिमान पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, किसी सिस्टम की स्थिति को अपडेट करने के लिए [[अनिवार्य प्रोग्रामिंग|इम्पेरेटिव प्रोग्रामिंग]] का उपयोग सामान्यतः साइड इफेक्ट उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। इसके विपरीत, [[घोषणात्मक प्रोग्रामिंग|डेक्लारेटिव प्रोग्रामिंग]] का उपयोग सामान्यतः बिना किसी साइड इफेक्ट्स के सिस्टम की स्थिति पर रिपोर्ट करने के लिए किया जाता है। | ||
[[कार्यात्मक प्रोग्रामिंग]] का उद्देश्य | [[कार्यात्मक प्रोग्रामिंग|फंक्शनल प्रोग्रामिंग]] का उद्देश्य साइड इफेक्ट्स को कम करना या समाप्त करना है। साइड इफेक्ट्स की कमी से किसी प्रोग्राम का [[औपचारिक सत्यापन|फार्मल सत्यापन]] करना सरल हो जाता है। फंक्शनल लैंग्वेज [[हास्केल (प्रोग्रामिंग भाषा)|हास्केल (प्रोग्रामिंग लैंग्वेज)]] इनपुट/आउटपुट या आई/ओ और अन्य स्टेटफुल संगणनाओं जैसे साइड इफेक्ट्स को [[मोनाड (कार्यात्मक प्रोग्रामिंग)|मोनाड (फंक्शनल प्रोग्रामिंग)]] क्रियाओं से प्रतिस्थापित करके समाप्त कर देती है।<ref name="Haskell_1998"/><ref name="Jones-Wadler_1993"/> [[मानक एमएल]], स्कीम (प्रोग्रामिंग लैंग्वेज) और [[स्काला (प्रोग्रामिंग भाषा)|स्काला (प्रोग्रामिंग लैंग्वेज)]] जैसी फंक्शनल लैंग्वेजएं साइड इफेक्ट्स को प्रतिबंधित नहीं करती हैं, किन्तु प्रोग्रामर के लिए उनसे सुरक्षित होना प्रथागत है।<ref name="Felleisen_2014"/> | ||
असेंबली | असेंबली लैंग्वेज प्रोग्रामर को हिडेन साइड इफेक्ट्स के बारे में पता होना चाहिए - निर्देश जो प्रोसेसर स्थिति के कुछ भागो को संशोधित करते हैं जिनका निर्देश के निमोनिक में उल्लेख नहीं किया गया है। हिडेन साइड इफेक्ट का उत्कृष्ट उदाहरण अंकगणितीय निर्देश है जो [[स्थिति रजिस्टर|रजिस्टर]] (एक हिडेन साइड इफेक्ट) को स्पष्ट रूप से संशोधित करता है जबकि यह स्पष्ट रूप से [[प्रोसेसर रजिस्टर]] (इच्छित प्रभाव) को संशोधित करता है। हिडेन साइड इफेक्ट्स वाले निर्देश सेट का संभावित दोष यह है कि, यदि विभिन्न निर्देशों का स्तर के टुकड़े पर साइड इफेक्ट होता है, जैसे कि स्थिति कोड, तो उस स्तर को क्रमिक रूप से अपडेट करने के लिए आवश्यक तर्क प्रदर्शन बाधा बन सकता है। निर्देश पाइपलाइन (1990 से) या [[आउट-ऑफ़-ऑर्डर निष्पादन|आउट-ऑफ़-ऑर्डर कार्यान्वयन]] के साथ डिज़ाइन किए गए कुछ प्रोसेसर पर समस्या विशेष रूप से गंभीर है। ऐसे प्रोसेसर को हिडेन साइड इफेक्ट्स का पता लगाने और पाइपलाइन को रोकने के लिए अतिरिक्त नियंत्रण सर्किटरी की आवश्यकता हो सकती है यदि अगला निर्देश उन प्रभावों के परिणामों पर निर्भर करता है। | ||
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== अस्थायी | रेफेरेंटीएल पारदर्शिता के लिए साइड इफेक्ट्स की अनुपस्थिति आवश्यक, किन्तु पर्याप्त नहीं, नियम है। रेफ़रेंशियल पारदर्शिता का अर्थ है कि एक्सप्रेशन (जैसे फ़ंक्शन कॉल) को उसके वैल्यू से परिवर्तित किया जा सकता है। इसके लिए आवश्यक है कि एक्सप्रेशन [[शुद्ध कार्य|शुद्ध]] हो, अर्थात एक्सप्रेशन डेटर्मिनिस्टिक एल्गोरिदम होनी चाहिए (सदैव ही इनपुट के लिए समान [[मूल्य (कंप्यूटर विज्ञान)|वैल्यू (कंप्यूटर विज्ञान)]] दें) और साइड-इफेक्ट मुक्त होना चाहिए। | ||
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किसी ऑपरेशन को निष्पादित करने में लगने वाले समय के कारण होने वाले साइड इफेक्ट्स को सामान्यतः साइड इफेक्ट्स और रेफेरेंटीएल पारदर्शिता पर वैरीएबल्चा करते समय नजरअंदाज कर दिया जाता है। कुछ स्थिति हैं, जैसे कि हार्डवेयर टाइमिंग या परीक्षण, जहां ऑपरेशन विशेष रूप से उनके अस्थायी साइड इफेक्ट्स के लिए डाले जाते हैं। जैसे कि <code>sleep(5000)</code> या <code>for (int i = 0; i < 10000; ++i) {}</code> के लिए इन निर्देशों को पूरा होने में समय लगने के अतिरिक्त स्थिति में कोई परिवर्तित कियाव नहीं आता है। | |||
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साइड इफेक्ट वाला सबरूटीन निष्क्रिय है यदि सबरूटीन के | |||
साइड इफेक्ट वाला सबरूटीन निष्क्रिय है यदि सबरूटीन के विभिन्न अनुप्रयोगों का सिस्टम स्थिति पर ही अनुप्रयोग के समान प्रभाव पड़ता है, दूसरे शब्दों में यदि सबरूटीन के साथ जुड़े सिस्टम स्टेट स्पेस से फ़ंक्शन निष्क्रियता#परिभाषा में निष्क्रिय है। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित [[पायथन (प्रोग्रामिंग भाषा)|पायथन (प्रोग्रामिंग लैंग्वेज)]] प्रोग्राम पर विचार करें: | |||
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एक शुद्ध कार्य निष्क्रिय है यदि वह निष्क्रियता परिभाषा में निष्क्रिय है। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित पायथन प्रोग्राम पर विचार करें: | |||
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साइड इफेक्ट व्यवहार का सामान्य प्रदर्शन [[सी (प्रोग्रामिंग भाषा)]] में [[असाइनमेंट ऑपरेटर]] का है। | साइड इफेक्ट व्यवहार का सामान्य प्रदर्शन [[सी (प्रोग्रामिंग भाषा)|सी (प्रोग्रामिंग लैंग्वेज)]] में [[असाइनमेंट ऑपरेटर]] का है। असाइनमेंट <code>a = b</code> एक अभिव्यक्ति है जो <code>b</code> के आर-मान को एल में संग्रहीत करने के साइड इफेक्ट के साथ अभिव्यक्ति <code>b</code> के समान मूल्य का मूल्यांकन करता है। <code>a</code> का मूल्य यह एकाधिक असाइनमेंट की अनुमति देता है: | ||
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यह | यह नोविस प्रोग्रामर के लिए संभावित हैंगअप प्रस्तुत करता है जो भ्रमित कर सकता है | ||
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* | *डोंट केयर थर्म | ||
* [[अनुक्रम बिंदु]] | * [[अनुक्रम बिंदु]] | ||
* [[साइड-चैनल हमला]] | * [[साइड-चैनल हमला|साइड-चैनल आक्रमण]] | ||
* [[अपरिभाषित व्यवहार]] | * [[अपरिभाषित व्यवहार]] | ||
* [[अनिर्दिष्ट व्यवहार]] | * [[अनिर्दिष्ट व्यवहार]] | ||
Revision as of 15:57, 8 August 2023
कंप्यूटर विज्ञान में, ऑपरेशन, सबरूटीन या एक्सप्रेशन (प्रोग्रामिंग) को साइड इफेक्ट कहा जाता है यदि यह अपने स्थानीय वातावरण के बाहर कुछ स्टेट (कंप्यूटर विज्ञान) वैरीएबल मान को संशोधित करता है, जिसका अर्थ है कि ऑपरेशन के आह्वानकर्ता को वैल्यू वापस करने के अपने प्राथमिक प्रभाव के अतिरिक्त इसका कोई अवलोकनीय प्रभाव है या नहीं। उदाहरण के साइड इफेक्ट्स में स्टैटिक लोकल वैरीएबल को संशोधित करना, स्थिर स्थानीय वैरीएबल को संशोधित करता है, परिवर्तनीय तर्क को संशोधित करना वैल्यूांकन रणनीति संदर्भ द्वारा कॉल करें, I/O निष्पादित करना या साइड-इफेक्ट्स के साथ अन्य फ़ंक्शन को कॉल करना सम्मिलित है।[1] साइड इफेक्ट्स की उपस्थिति में, किसी प्रोग्राम का व्यवहार इतिहास पर निर्भर हो सकता है; अर्थात् वैल्यूांकन का क्रम माध्यम रखता है। किसी फ़ंक्शन को साइड इफेक्ट के साथ समझने और डिबग करने के लिए संदर्भ और उसके संभावित इतिहास के बारे में ज्ञान की आवश्यकता होती है।[2][3]
साइड इफेक्ट्स प्रोग्रामिंग लैंग्वेज के डिजाइन और विश्लेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। किस सीमा तक साइड इफेक्ट्स का उपयोग किया जाता है यह प्रोग्रामिंग प्रतिमान पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, किसी सिस्टम की स्थिति को अपडेट करने के लिए इम्पेरेटिव प्रोग्रामिंग का उपयोग सामान्यतः साइड इफेक्ट उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। इसके विपरीत, डेक्लारेटिव प्रोग्रामिंग का उपयोग सामान्यतः बिना किसी साइड इफेक्ट्स के सिस्टम की स्थिति पर रिपोर्ट करने के लिए किया जाता है।
फंक्शनल प्रोग्रामिंग का उद्देश्य साइड इफेक्ट्स को कम करना या समाप्त करना है। साइड इफेक्ट्स की कमी से किसी प्रोग्राम का फार्मल सत्यापन करना सरल हो जाता है। फंक्शनल लैंग्वेज हास्केल (प्रोग्रामिंग लैंग्वेज) इनपुट/आउटपुट या आई/ओ और अन्य स्टेटफुल संगणनाओं जैसे साइड इफेक्ट्स को मोनाड (फंक्शनल प्रोग्रामिंग) क्रियाओं से प्रतिस्थापित करके समाप्त कर देती है।[4][5] मानक एमएल, स्कीम (प्रोग्रामिंग लैंग्वेज) और स्काला (प्रोग्रामिंग लैंग्वेज) जैसी फंक्शनल लैंग्वेजएं साइड इफेक्ट्स को प्रतिबंधित नहीं करती हैं, किन्तु प्रोग्रामर के लिए उनसे सुरक्षित होना प्रथागत है।[6]
असेंबली लैंग्वेज प्रोग्रामर को हिडेन साइड इफेक्ट्स के बारे में पता होना चाहिए - निर्देश जो प्रोसेसर स्थिति के कुछ भागो को संशोधित करते हैं जिनका निर्देश के निमोनिक में उल्लेख नहीं किया गया है। हिडेन साइड इफेक्ट का उत्कृष्ट उदाहरण अंकगणितीय निर्देश है जो रजिस्टर (एक हिडेन साइड इफेक्ट) को स्पष्ट रूप से संशोधित करता है जबकि यह स्पष्ट रूप से प्रोसेसर रजिस्टर (इच्छित प्रभाव) को संशोधित करता है। हिडेन साइड इफेक्ट्स वाले निर्देश सेट का संभावित दोष यह है कि, यदि विभिन्न निर्देशों का स्तर के टुकड़े पर साइड इफेक्ट होता है, जैसे कि स्थिति कोड, तो उस स्तर को क्रमिक रूप से अपडेट करने के लिए आवश्यक तर्क प्रदर्शन बाधा बन सकता है। निर्देश पाइपलाइन (1990 से) या आउट-ऑफ़-ऑर्डर कार्यान्वयन के साथ डिज़ाइन किए गए कुछ प्रोसेसर पर समस्या विशेष रूप से गंभीर है। ऐसे प्रोसेसर को हिडेन साइड इफेक्ट्स का पता लगाने और पाइपलाइन को रोकने के लिए अतिरिक्त नियंत्रण सर्किटरी की आवश्यकता हो सकती है यदि अगला निर्देश उन प्रभावों के परिणामों पर निर्भर करता है।
रेफेरेंटीएल पारदर्शिता
रेफेरेंटीएल पारदर्शिता के लिए साइड इफेक्ट्स की अनुपस्थिति आवश्यक, किन्तु पर्याप्त नहीं, नियम है। रेफ़रेंशियल पारदर्शिता का अर्थ है कि एक्सप्रेशन (जैसे फ़ंक्शन कॉल) को उसके वैल्यू से परिवर्तित किया जा सकता है। इसके लिए आवश्यक है कि एक्सप्रेशन शुद्ध हो, अर्थात एक्सप्रेशन डेटर्मिनिस्टिक एल्गोरिदम होनी चाहिए (सदैव ही इनपुट के लिए समान वैल्यू (कंप्यूटर विज्ञान) दें) और साइड-इफेक्ट मुक्त होना चाहिए।
अस्थायी साइड इफेक्ट्स
किसी ऑपरेशन को निष्पादित करने में लगने वाले समय के कारण होने वाले साइड इफेक्ट्स को सामान्यतः साइड इफेक्ट्स और रेफेरेंटीएल पारदर्शिता पर वैरीएबल्चा करते समय नजरअंदाज कर दिया जाता है। कुछ स्थिति हैं, जैसे कि हार्डवेयर टाइमिंग या परीक्षण, जहां ऑपरेशन विशेष रूप से उनके अस्थायी साइड इफेक्ट्स के लिए डाले जाते हैं। जैसे कि sleep(5000) या for (int i = 0; i < 10000; ++i) {} के लिए इन निर्देशों को पूरा होने में समय लगने के अतिरिक्त स्थिति में कोई परिवर्तित कियाव नहीं आता है।
निष्क्रियता
साइड इफेक्ट वाला सबरूटीन निष्क्रिय है यदि सबरूटीन के विभिन्न अनुप्रयोगों का सिस्टम स्थिति पर ही अनुप्रयोग के समान प्रभाव पड़ता है, दूसरे शब्दों में यदि सबरूटीन के साथ जुड़े सिस्टम स्टेट स्पेस से फ़ंक्शन निष्क्रियता#परिभाषा में निष्क्रिय है। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित पायथन (प्रोग्रामिंग लैंग्वेज) प्रोग्राम पर विचार करें:
x = 0
def setx(n):
global x
x = n
setx(3)
assert x == 3
setx(3)
assert x == 3
setx निष्क्रिय है क्योंकि setx टू 3 के दूसरे एप्लिकेशन का सिस्टम स्थिति पर पहले एप्लिकेशन के समान ही प्रभाव पड़ता है: पहले एप्लिकेशन के पश्चात् x पहले से ही 3 पर सेट था और दूसरे एप्लिकेशन के पश्चात् भी यह 3 पर सेट है।
एक शुद्ध कार्य निष्क्रिय है यदि वह निष्क्रियता परिभाषा में निष्क्रिय है। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित पायथन प्रोग्राम पर विचार करें:
def abs(n):
return -n if n < 0 else n
assert abs(abs(-3)) == abs(-3)
abs का दूसरा अनुप्रयोग निष्क्रिय है abs पहले एप्लिकेशन के -3 के रिटर्न मान पर -3 के पहले एप्लिकेशन के समान मान लौटाता है।
abs निष्क्रिय है क्योंकि पहले एप्लिकेशन के -3 के रिटर्न मान पर abs का दूसरा एप्लिकेशन पहले एप्लिकेशन के -3 के समान मान देता है।
उदाहरण
साइड इफेक्ट व्यवहार का सामान्य प्रदर्शन सी (प्रोग्रामिंग लैंग्वेज) में असाइनमेंट ऑपरेटर का है। असाइनमेंट a = b एक अभिव्यक्ति है जो b के आर-मान को एल में संग्रहीत करने के साइड इफेक्ट के साथ अभिव्यक्ति b के समान मूल्य का मूल्यांकन करता है। a का मूल्य यह एकाधिक असाइनमेंट की अनुमति देता है:
a = (b = 3); // b = 3 evaluates to 3, which then gets assigned to a
क्योंकि ऑपरेटर राइट एसोसिएट्स के समान है
a = b = 3;
यह नोविस प्रोग्रामर के लिए संभावित हैंगअप प्रस्तुत करता है जो भ्रमित कर सकता है
while (b == 3) {} // tests if b evaluates to 3
साथ
while (b = 3) {} // b = 3 evaluates to 3, which then casts to true so the loop is infinite
यह भी देखें
- दूरी पर क्रिया (कंप्यूटर प्रोग्रामिंग)
- डोंट केयर थर्म
- अनुक्रम बिंदु
- साइड-चैनल आक्रमण
- अपरिभाषित व्यवहार
- अनिर्दिष्ट व्यवहार
संदर्भ
- ↑ Spuler, David A.; Sajeev, A. Sayed Muhammed (January 1994). Compiler Detection of Function Call Side Effects. James Cook University. CiteSeerX 10.1.1.70.2096.
The term Side effect refers to the modification of the nonlocal environment. Generally this happens when a function (or a procedure) modifies a global variable or arguments passed by reference parameters. But here are other ways in which the nonlocal environment can be modified. We consider the following causes of side effects through a function call: 1. Performing I/O. 2. Modifying global variables. 3. Modifying local permanent variables (like static variables in C). 4. Modifying an argument passed by reference. 5. Modifying a local variable, either automatic or static, of a function higher up in the function call sequence (usually via a pointer).
- ↑ Turner, David A., ed. (1990). Research Topics in Functional Programming. Addison-Wesley. pp. 17–42. Via Hughes, John. "Why Functional Programming Matters" (PDF). Archived (PDF) from the original on 2022-06-14. Retrieved 2022-08-06.
- ↑ Collberg, Christian S. (2005-04-22). "CSc 520 Principles of Programming Languages". Department of Computer Science, University of Arizona. Archived from the original on 2022-08-06. Retrieved 2022-08-06.
- ↑ "Haskell 98 report". 1998.
- ↑ Jones, Simon Peyton; Wadler, Phil (1993). Imperative Functional Programming. Conference Record of the 20th Annual ACM Symposium on Principles of Programming Languages. pp. 71–84.
- ↑ Felleisen, Matthias; Findler, Robert Bruce; Flatt, Matthew; Krishnamurthi, Shriram (2014-08-01). "How To Design Programs" (2 ed.). MIT Press.
