Standard ML

Standard ML
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Basisdaten
Paradigmen:	funktional
Erscheinungsjahr:	1990
Designer:
Entwickler:	Robin Milner
Aktuelle Version:	’97  (1997)
Typisierung:	stark, statisch, implizit
Wichtige Implementierungen:	HaMLet, Moscow ML, MLj, ML Kit, MLton, MLWorks, Poly/ML, Poplog Standard ML, SML/NJ, SOSML
Beeinflusst von:	ML
Beeinflusste:	Ocaml, Haskell, Rust
Betriebssystem:
Lizenz:
www.standardml.org

Standard ML (SML) ist eine von ML abstammende funktionale Programmiersprache mit einigen imperativen Merkmalen (zum Beispiel im Bereich File IO).

ML-Schöpfer Robin Milner schlug SML 1983 vor, um die verschiedenen Dialekte von ML zu standardisieren. Die Sprache wurde von 1984 bis 1988 entwickelt und schließlich 1990 von Robin Milner, Mads Tofte und Robert Harper formalisiert. 1997 wurde mit SML'97 eine Revision der Sprache veröffentlicht, die neben einigen Vereinfachungen auch eine SML-Basisbibliothek enthält.

Wichtige Merkmale von SML sind unter anderem die statische Typisierung, Polymorphie auf Funktions- und Datentypsebene, automatische Speicherbereinigung sowie strenge Auswertung und Ausnahmebehandlung. Außerdem unterstützt SML Funktionen höherer Ordnung, Module und sogenannte Funktoren, die hier parametrisierte Datentypen bezeichnen.

Eine Besonderheit von SML ist, dass die Sprache vollständig formal definiert ist. Dadurch können wichtige Eigenschaften der Sprache mathematisch bewiesen werden.

Programmbeispiele

Rekursive Berechnung der Fakultät

Die Fakultät einer natürlichen Zahl kann man in SML mittels folgenden Programms berechnen: <syntaxhighlight lang="sml"> fun fak (n) = if n < 1 then 1 else n * fak (n-1) </syntaxhighlight>

Rekursive Berechnung der Fibonaccizahlen

Die n-te Fibonacci-Zahl kann man in SML mittels folgenden Programms berechnen: <syntaxhighlight lang="sml"> fun fib (0) = 0

 | fib (n) = if n <= 2 then 1 else fib(n-1) + fib(n-2)

</syntaxhighlight>

Die Stelligkeit einer Zahl

<syntaxhighlight lang="sml"> fun stell (x:int) = if x<1 then 0 else stell(x div 10) + 1 </syntaxhighlight>

Die Quersumme einer Zahl

<syntaxhighlight lang="sml"> fun quer (x:int) = if x<1 then 0 else quer(x div 10) + x mod 10 </syntaxhighlight>

Die Faltungsprozedur foldl für Listen

<syntaxhighlight lang="sml"> fun foldl f s nil = s

 | foldl f s (x::xr) = foldl f (f(x,s)) xr

</syntaxhighlight>

Das Umwandeln eines Strings, der eine Zahl darstellt, zu Int

<syntaxhighlight lang="sml"> fun toInt x = foldl(fn(i,k)=>ord(i)-ord #"0" + k*10) 0 (explode x) </syntaxhighlight>

Insertsort

<syntaxhighlight lang="sml"> fun insert (x, nil) = [x]

 | insert (x, y::yr) = if x<=y then x::y::yr else y::insert(x,yr)

fun isort xs = foldl insert nil xs </syntaxhighlight>

Mergesort

<syntaxhighlight lang="sml"> fun split xs = foldl (fn(i, (ys,zs)) =>(zs, i::ys)) (nil,nil) xs fun merge (xs,nil) = xs

 | merge (nil,ys) = ys
 | merge (x::xr,y::yr) = if x<=y then x::merge(xr,y::yr) else y::merge(x::xr,yr)

fun mergesort nil = nil

 | mergesort [x] = [x]
 | mergesort xs = let val (ys,zs) = split(xs) in merge(mergesort ys, mergesort zs) end

</syntaxhighlight>

"in situ"-Reversierung eines Arrays

<syntaxhighlight lang="sml"> fun reverse (a) = let

 fun swap l r = 
   let
     val vl = Array.sub(a,l)
     val vr = Array.sub(a,r)
   in
     if l >= r then () else
       (Array.update(a,l,vr); Array.update(a,r,vl);swap (l+1) (r-1))
   end
 in
   swap (0) (Array.length (a) -1)
 end;

</syntaxhighlight>

Implementierungen

Es existieren verschiedene Compiler für SML, die entweder Bytecode oder Maschinencode generieren. Die Referenzimplementierung ist SML/NJ. Sml2c ist ein besonderer Compiler, der SML in C Code übersetzt.

• HaMLet
• MLton (stark optimierender Compiler)
• Moscow ML(alte Webseite verfügbar unter http://www.itu.dk/~sestoft/mosml.html)
• Standard ML of New Jersey
• Alice ML
• Poly/ML
• sml2c (C Code)
• SML.NET (Bytecode)
• Poplog (IDE für Forschung und Lehre im Bereich Künstliche Intelligenz)
• CakeML
• SOSML

Literatur

• Robin Milner, Mads Tofte, Robert Harper, D. MacQueen: The Definition of Standard ML (Revised). MIT Press, 1997, ISBN 0-262-63181-4 (offizielle Sprachdefinition). 
• Gert Smolka: Programmierung – eine Einführung in die Informatik mit Standard ML. Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München 2008, ISBN 978-3-486-58601-5

Weblinks

• Mads Tofte: Standard ML Language. In: Scholarpedia. (englisch, inkl. Literaturangaben)
• Robert Harper: Programming in Standard ML. (PDF, 756 kB)
• Programming in Standard ML ’97: A Tutorial Introduction.
• The Standard ML Basis Library