В мире программирования функциональный стиль приобретает всё большую популярность. Особое место в этом направлении занимает язык Clojure, построенный поверх платформы Java и обладающий мощной системой иммутабельных коллекций и последовательностей. Однако не все разработчики готовы полностью переходить на Clojure, предпочитая сохранять опыт и возможности Common Lisp – одного из древнейших и мощных языков программирования. В таком случае на помощь приходит CLJ-COLL – библиотека, открывающая двери в мир коллекций и последовательностей Clojure без выхода из среды Common Lisp. CLJ-COLL представляет собой реализацию коллекций и последовательностей в стиле Clojure, адаптированную для Common Lisp.
Это не попытка воссоздать язык Clojure целиком, но тщательная имплементация API, которая делает использование функциональных структур данных максимально естественным в Common Lisp. Благодаря CLJ-COLL разработчики могут работать с неизменяемыми структурами данных, такими как списки, векторы, множества и ассоциативные коллекции (карты), а также с ленивыми последовательностями, что является важной частью функционального подхода. Одним из ключевых преимуществ CLJ-COLL является интеграция с традиционными структурами Common Lisp, включая списки, векторы и хеш-таблицы. Это обеспечивает высокую совместимость и гибкость, позволяя использовать объекты Common Lisp вместе с иммутабельными структурами CLJ-COLL. Более того, большинство функций и методов реализованы с заботой об особенностях Common Lisp, благодаря чему разработчик не должен переучиваться, чтобы эффективно применять новые коллекции.
CLJ-COLL поддерживает читаемый и интуитивный синтаксис, знакомый программистам в Clojure: создание ассоциативных массивов через фигурные скобки, векторов через квадратные и множеств через синтаксис #{...}. Возможности чтения и печати таких структур реализованы благодаря применению «named readtables» – расширяемых табличек чтения, которые позволяют легко интегрировать новую нотацию без конфликтов с существующим синтаксисом Common Lisp.
Важным аспектом является неизменяемость коллекций. Immutability – концепция, лежащая в основе функционального программирования – позволяет создавать более надежные и легко предсказуемые программы. CLJ-COLL реализует постоянные (persistent) структуры данных, вдохновляясь оригинальной концепцией Clojure. Они оптимизированы для эффективного копирования с частичным общим использованием структуры, что снижает затраты на создание новых коллекций и позволяет сохранять высокую производительность. Кроме базовых коллекций, CLJ-COLL предоставляет ленивые последовательности и полностью реализует интерфейсы для работы с ними, включая поддержку трансдьюсеров.
Трансдьюсеры – это мощный инструмент, позволяющий создавать цепочки преобразований данных без промежуточного аллокационного оверхеда. Наличие аналогов трансдьюсеров в CLJ-COLL открывает дополнительные возможности для написания высокоэффективного кода в Common Lisp. С точки зрения функционала, CLJ-COLL экспортирует более 250 функций, которые ориентированы на работу с коллекциями и соответствуют API Clojure, включая функции из пространств имен clojure.core и clojure.set.
Среди них возможности фильтрации, преобразования, свёртки (reduce), слияния, выбора ключей, разбиения и многое другое. Для тех, кто привык к работе с преимущественно иммутабельными структурами, такое изобилие будет крайне полезным. Особое внимание в CLJ-COLL уделено концепции «M-функций». Эти функции аналогичны классическим API Clojure, но всегда возвращают изменяемые Common Lisp коллекции – списки или векторы. Это крайне важно в ситуациях, когда требуется высокая производительность и взаимодействие с существующим Lisp-кодом, не предусматривающем использование иммутабельных структур.
M-функции помогают перейти между функциональной и императивной парадигмами плавно и безболезненно. Еще один немаловажный момент – поддержка равенства и сравнения коллекций. В CLJ-COLL реализована собственная семантика equivalence, приближенная к Clojure, позволяющая сравнивать элементы последовательностей и коллекций, не завися от их конкретных типов. Таким образом, сравнение векторов и списков с одинаковыми элементами возможно и правильно распознается как равенство. Это существенно облегчает написание кросс-языкового и кросс-платформенного кода.
CLJ-COLL предоставляет расширенный контроль за тем, как именно сравниваются классы и структуры Common Lisp и позволяет настраивать эти методы по желанию пользователя. Такое гибкое управление семантикой сравнения объектов – большая возможность для поисков и экспериментов в области функционального программирования в Lisp. Отдельно стоит отметить интеграцию с REPL и особенности работы в интерактивной среде. Благодаря настройке named readtables и специальным макросам CLJ-COLL делает взаимодействие с коллекциями схожим с тем, что можно найти в средах разработки Clojure. Пользователь может выбирать, какие синтаксические конструкции применять, включая выбор, создавать ли структуры как изменяемые Common Lisp объекты или как иммутабельные аналоги.
Важной практической особенностью является возможность включения «pretty printing» для отображения коллекций в стиле Clojure. Это позволяет иметь читаемый и знакомый визуальный формат вывода результатов, что особенно удобно при отладке и разработке. При этом библиотека даёт возможность гибко настраивать отображение для различных типов коллекций. Стоит отдельно отметить, что CLJ-COLL активно развивается и ориентирован на поддержку последних версий Clojure APIs, в частности версии 1.12.
Благодаря открытой архитектуре разработчики могут применять обновления и расширения, а сообщество – адаптировать библиотеку под новые задачи и потребности пользователей. Среди недостатков и ограничений текущей версии стоит выделить не полностью реализованные механизмы сравнения ключей в хеш-таблицах, а также отсутствие поддержки сортированных коллекций. Тем не менее, авторы библиотеки уже обозначили эти моменты как задачи для будущих релизов, что говорит о планомерном развитии проекта. Для разработчиков, которые активно работают одновременно и с Common Lisp, и с Clojure, CLJ-COLL предлагает удобное средство сближения этих миров без жертв в удобстве. Удобная система импорта символов и возможность контролировать, какие именно функции из набора CLJ-COLL попадут в пространство имён, позволяют настраивать окружение под личные предпочтения.
