Introducción a Prolog, tutorial en español

Prolog es un lenguaje de programación lógico, quizá uno de los más populares de este paradigma ya que fue el primero en implementarlo, en el año 1972 en Francia.

Durante un tiempo, se creyó que PROLOG supondría la revolución de los lenguajes de programación, siendo uno de los estandartes de los lenguajes de programación de quinta generación. Tanto se creía que Borland, la famosa empresa de compiladores para MS-DOS, tenía Turbo Prolog, junto a Turbo C++, Turbo Pascal, Turbo Assembler y Turbo Basic.

Desafortunadamente, Prolog no triunfó como se esperaba y solo fue usado dentro del mundo de la Inteligencia Artificial. Existe un estándar ISO sobre Prolog (al igual que Ada, C++ y otros lenguajes estandarizados) pero no es demasiado influyente. Tampoco ha habido ningún éxito en alguna de las versiones propuestas para dotarle de orientación a objetos al lenguaje.

Prolog sin embargo ha influenciado a algunos lenguajes como Erlang, que toman algunos aspectos de él.

No obstante, Prolog sigue siendo un lenguaje muy interesante, diferente al resto de lenguajes (tanto imperativos, como funcionales), así que pongámonos a ello.

Actualmente existen varios compiladores de Prolog: SWI Prolog, GNU Prolog, Visual Prolog (al mucha gente no lo considera Prolog de verdad), …

La mejor versión bajo mi punto de vista es SWI Prolog, que tiene una librería de predicados bastante extensa. Es rápido y permite generar ejecutables nativos (realmente no lo son, pero la máquina virtual de Prolog ocupa muy poco y apenas se nota en el tamaño del ejecutable).

Lo podéis descargar gratuitamente desde su página oficial que como curiosiad, está hecha en SWI Prolog. También está en la paquetería de las distribuciones GNU/Linux habituales.

Nuestro primer programa

Para empezar con Prolog voy a tomar un camino distinto de muchos tutoriales y voy a empezar haciendo un programa con Entrada/Salida y que se ejecute como un binario independiente. La potencia de Prolog no está ahí especialmente, pero es un buen punto de partida

Para ello definimos un predicado main de la siguiente forma y lo guardamos en un fichero main.pl.

¿Qué hace el programa? Imprime en pantalla Hola Mundo (write), una nueva línea (nl), lee un string de teclado con el separador \n y lo unifica con la variable Nombre. Esto ya veremos que significa, pero de momento puedes pensar que Nombre es una variable de salida y que a partir de ahí Nombre tiene un valor establecido.

Compilamos con el siguiente comando:

Con esto le decimos a SWI Prolog que el objetivo a demostrar es main y que nos genere un fichero stand_alone (independiente).

Y ejecutamos el fichero ejecutable como uno más.

Ahora que ya sabemos como se generan programas compilados, vamos a introducirnos más en lo que hace especial a Prolog.

La terminal de Prolog

Prolog fue diseñado con una terminal interactiva en mente. La idea era que el usuario fuese introduciendo preguntas y el programa en Prolog fuese contestando. Este enfoque, similar a usar un programa desde el REPL de tu lenguaje, no ha acabado cuajando, pero es necesario pasar por él. Más adelante veremos como con SWI Prolog no hace falta usar la terminal. La terminal se abre escribiendo swipl en la línea de comandos:

Vemos un símbolo de interrogación. Eso nos permite saber que estamos en una terminal de Prolog. Podemos escribir write(“Hola”). y tener nuestro hola mundo tradicional, aunque no es muy interesante, pero sí es muy interesante que después escribe true. Más adelante veremos por qué.

Los programas Prolog

En Prolog los programas son algo diferentes a lo que estamos acostumbrados. Realmente en Prolog no hay programas sino una base de datos. Un programa se compone de predicados, muy parecidos a los del Cálculo de Predicados. Los predicados aportan información sobre las relaciones entre elementos. Todos los predicados tienen que acabar en punto.

Siguiendo las mismas normas que el cálculo de predicados:

  • Las constantes empiezan por minúscula
  • Las variables empiezan por mayúscula
  • Las funciones son constantes seguidas de N teŕminos. Son funciones estrictamente matemáticas.
  • Los predicados pueden ser atómicos o compuestos, con operadores lógicos (and, or, implica, etc)

Prolog durante la ejecución, va a intentar demostrar que el predicado es cierto, usando el algoritmo de backtracking. Y ahí está la verdadera potencia de Prolog. Veamos unos ejemplos:

Guarda ese archivo con extensión .pl y ejecuta swipl comida.pl.

Ahora en la terminal podemos hacer preguntas. ¿Es la manzana una fruta? Prolog responde verdadero. ¿Es la pera una fruta? Prolog responde que falso, porque según el archivo comida.pl, no lo es. Prolog no es inteligente, no sabe que significan las palabras, simplemente actúa siguiendo un conjunto de normas formales.

Hemos dicho que Prolog tiene variables. Una variable en Prolog es un marcador de hueco, es algo que no existe, porque no es ninguna constante en específico. Veamos la potencia de las variables con este otro predicado.

En este caso pedimos demostrar fruta(X).. Prolog buscará la primera solución que demuestra el predicado, que es que X valga manzana. Aquí podemos pulsar ENTER y Prolog se para o pulsar N y Prolog busca otra solución. ¿Potente, verdad? Prolog realiza un proceso interno que se llama unificación, es importante saber como funciona para ver que hace Prolog en realidad.

Unificación

La unificación es un proceso que combina dos predicados en uno que encaja. Para ello buscamos las sustituciones de valores con los que dos predicados son compatibles (realmente solo se pueden modificar las variables). No obstante, Prolog busca siempre el unificador más general, que es aquel que unifica dejando los predicados de forma más genérica posible, es decir, que pueden usarse con más valores.

Espero que esta imagen aclare el concepto de unificación. Básicamente Prolog para intentar demostrar un predicado intentará unificar con otros predicados del programa. Así cuando ponemos por ejemplo comida(manzana) , unifica con comida(X) así que Prolog toma ese predicado para continuar.

Backtracking

Cuando Prolog intenta demostrar un predicado aplica el algoritmo de backtracking. Este algoritmo recorre todas las soluciones posibles pero de forma más inteligente que la fuerza bruta. Backtracking intenta conseguir una solución hasta que un predicado falla, en ese momento, Prolog va hacia atrás y continúa por otra vía que pueda seguir.

Cada predicado es un nodo. Si un predicado falla se vuelve atrás. Esto es muy interesate ya que Prolog técnicamente puede ejecutar código hacia atrás.

Un predicado Prolog sigue esta estructura:

Predicados avanzados

Pero los predicados de Prolog no tienen por qué ser así de simples. Normalmente se usa el operador :- para indicar algo que para que se cumpla la parte de la izquierda, tiene que cumplirse la parte de la derecha antes (en cálculo de predicados es ←).

Por ejemplo, todas las frutas son comidas, así que podemos añadir esto a nuestro archivo.

Y los predicados en Prolog se pueden repetir y repetir y repetir. Prolog siempre intenta demostrar de arriba a abajo, si falla un predicado, prueba con el siguiente más para abajo y termina cuando no hay más predicados que probar. ¡Así que podemos definir comida en base a más predicados!

Operaciones

En Prolog existen varios operadores importantes:

  • , (coma) AND
  • ; (punto y coma) OR
  • A = B, se intenta unificar A y B. Devuelve true si funciona
  • A \= B es falso si A y B unifican
  • A is B, se evalúa B (es decir, se calcula lo que representa) y se unifica con A
  • A =:= B , evalúa A, evalúa B y los compara. Verdadero si son iguales
  • A =\= B, evalúa A, evalúa B y los compara. Falso si son iguales
  • Y muchos otros como =<, >=, >, < que tienen el comportamiento esperado.
  • Las operaciones matemáticas solo se pueden introducir en expresiones que vayan a ser evaluadas.

Quiero prestar especial atención en símbolo de igual que no es asignación sino unificación, pero puede parecerse. Estas dos líneas son equivalentes:

Ya que en ambos casos se unifica X con 5.

Veamos un ejemplo de todo esto, ya mucho más realista.

Lo cargamos con swipl restaurante.pl y podemos contestar a las siguientes preguntas de forma sencilla:

¿Qué valor calórico tiene la comida de paella, trucha y flan?

Dime una comidas equilibrada que lleve naranja de postre

¿Cuántas comidas con naranja hay?

Variables anónimas y predicados predefinidos

Si te fijas en el predicado comidas_con_naranja, es diferente al resto. Esta programado de otra forma. La salida por pantalla se hace con write como ya habíamos visto al principio, write es un predicado que siempre es cierto y en caso de backtracking simplemente pasa. aggregate_all es también otro predicado incluido en SWI Prolog, para en este caso, contar cuantas soluciones tiene el predicado comida(_,_,naranja). X unifica en aggregate_all con el valor que toca (que es una constante, los números son constantes) y en las siguientes sentencias (write), X ha sido sustituido por el valor con el que unificó en aggregate_all.

Por otro lado, ¿qué significa la barra baja? Es una variable anónima. Cuando no usamos una variable en más lugares y no nos interesan sus valores podemos simplemente poner barra baja.

Listas en Prolog

Prolog tiene un tipo de dato más avanzado, las listas. Su tamaño es dinámico y es conveniente distinguir la cabeza de la cola. La cabeza es el primer elemento de una lista, la cola el resto de la lista.

Las listas se crean con corchetes:

sumlist es un predicado de SWI que hace la suma de todos los elementos de una lista.

Con la barra podemos separar cabeza y cola de una lista:

Implementando sumlist

Vamos a ver como se puede implementar sumlist con Prolog de forma sencilla.

El predicado es sencillo, para un caso base de lista vacía, la suma es 0. Para otros casos más complejos separamos la lista en cabeza H y cola T y la suma es N. Esta suma se define como el resultado de sumar T (queda en X) y la cabeza H.

Assert y retract

¿Podemos crear predicados en tiempo real? Claro. Prolog provee de los predicados especiales assert para añadir y retract para eliminar un predicado.

Operador de corte

Prolog tiene un operador muy controvertido, el operador de corte, !. Se trata de un operador que permite no volver hacia atrás. Hay que intentar no usarlo, pero muchas veces mejora el rendimiento.

Metaprogramación

Prolog tiene un gran soporte para la metaprogramación. Assert y Retract son ya formas de metaprogramación, no obstante Prolog tiene muchas más.

call permite ejecutar código Prolog desde Prolog.

setarg permite modificar un término de un predicado y arg unifica una variable con el término de un predicado que queramos. nb_setarg es la versión de setarg que en caso de backtracking no deshace la operación. Un ejemplo de esto lo podemos encontrar en la definición de aggregate_all en la librería de SWI Prolog:

 

Debug con trace

Prolog posee un predicado muy útil para hacer debugging. Es trace y con el predicado que vaya a continuación podremos inspeccionar todas las operaciones del motor de backtracking.

Futures y Tokio: programar de forma asíncrona en Rust

Rust es un lenguaje muy potente y uno de sus principales focos de diseño es la concurrencia. Sin embargo, si damos un repaso por la librería estándar veremos un par de cosas nada más, algo que puede resultar decepcionante. Esto se debe a que Rust no impone ningún modelo específico de concurrencia como sí lo hacen Go o Erlang. Rust nos provee de los ladrillos de construcción necesarios.

De forma estándar, Rust nos provee de Mutex, atómicos, threads, variables de condición, RwLock y un modelo algo más avanzado de mensajería mediante canales de múltiples productores y un único consumidor (mpsc). En el exterior tenemos crates como Actix que nos proveen del modelo de actores en Rust (dicen que es similar a Akka, yo lo desconozco), modelos de mensajería por canales más flexibles (mpmc) y una cosa muy interesante llamado Futures. Los futures o futuros no son esos contratos que se realizan en bolsa sobre el valor futuro de una acción, sino que son una manera cómoda de manejar valores que existirán en el futuro. Si has usado JavaScript o C# igual te suenan las Promises o Promesas y los Task respectivamente. Los futuros de Rust son exactamente lo mismo.

¿Qué es un futuro?

Un futuro es una variable que representa un dato que todavía no existe. Tenemos la promesa de que ese valor existirá en el futuro. La ventaja es que podemos usarlo aun cuando todavía no tenga un valor. Esto además permite escribir código asíncrono con facilidad.

Una diferencia con respecto a los Promises de JavaScript es que los futuros se basan en poll en vez de en push. Es decir, los futuros van a ir preguntando si el valor ya está disponible. Ante esta pregunta se puede responder con un error, con todavía no está disponible y con ya está disponible, aquí tienes.

Veamos un ejemplo muy tonto pero que puede servirnos para entender algunas cosas.

Definimos un nuevo futuro, SumFuture, que devuelve el resultado de una suma. El futuro en su función poll duerme el hilo 1 segundo y después devuelve el resultado correcto. En la función main llamamos a suma que devuelve un futuro en vez del resultado. Con el futuro, esperamos con wait a que se resuelva y lo mostramos. Cuando un futuro se ejecuta se convierte en una tarea. Las tareas necesitan ejecutores. Wait ejecuta los futuros en el mismo hilo desde el que se hace la llamada, pero existen otras opciones. El programa, tarda un segundo en imprimir el número.

Pero esto no sirve para nada

Bueno, quizá ahora parezca una tontería, pero en cuanto introduzcamos más elementos, todo tendrá más sentido.

Una característica de los futuros es que se pueden encadenar, tal que así:

Ejecutores

Los futuros nos ayudan con la concurrencia, esto es porque se puede esperar a varios futuros a la vez sin problema. Una manera de hacerlo es con CpuPool, un ejecutor que tiene un pool de hilos ya creados. Su uso es muy sencillo, en este ejemplo vemos como hago dos operaciones en paralelo:

Con spawn añadimos un nuevo futuro a la ejecución y nos devuelve otro futuro. Con join podemos unir dos futuros en uno solo que se resuelva cuando ambos hayan resuelto. Finalmente hacemos wait en el hilo principal para esperar a que las sumas se hagan e imprimir el resultado. Existen otros ejecutores. Con Tokio usaremos otro.

Tokio

Tokio es una librería que nos permite ejecutar código de entrada/salida de forma asíncrona, usando futuros por debajo. Son especialmente útiles, la parte de red de Tokio y sus ejecutores correspondientes.

En este ejemplo tenemos un pequeño servidor TCP que se mantiene a la espera de clientes, imprime un mensaje y cierra la conexión. Este servidor solo utiliza un hilo, no obstante, ya usa futuros. server es un futuro infinito, que nunca acaba, que ejecutamos en el hilo actual con run->spawn. El run solo es necesario para ejecutar el primer futuro, el que mantendrá viva la aplicación. spawn empieza a ejecutar el futuro, que entonces se pasa a denominar tarea. Aquí es Tokio en vez de CpuPool, el planificador de tareas.

Servidor de Echo en Tokio

Ahora vamos a ir con un ejemplo más interesante, ahora el cliente y el servidor estarán conectados durante un tiempo, mandando el cliente un mensaje y el servidor respondiendo. Pero queremos que haya varios clientes simultáneamente. Usando futuros y Tokio podemos hacerlo en un mismo hilo (al estilo Node.js).

¿Qué hacemos ahora? Ahora a cada socket de cliente asignamos una tarea, que se encarga, de forma independiente, de ir leyendo línea a línea (gracias a LineCodec).

A partir de aquí se programa en forma de stream, un patrón muy común en la programación con futuros.

En el primer map imprimimos la línea en el servidor y la seguimos pasando por el stream. El siguiente paso es escribir en writer, con forward imprimimos y mandamos esa línea al cliente. Forward a su vez devuelve una tupla con datos (útil para seguir haciendo cosas). Como no los necesitamos, hacemos un map cuya única finalidad sea descartar los valores y finalmente un map_err para capturar posibles errores. Una vez hecho esto tenemos un futuro listo para ser ejecutado. Iniciamos la tarea con spawn y nos olvidamos, pasando a esperar a por un nuevo cliente.

Ahora, en el servidor podemos manejar varios clientes a la vez, cada uno en una tarea distinta, dentro de un mismo hilo.

Cancelando la tarea

Esta tarea que maneja el cliente es infinita, es decir, no se para. La razón es que reader es un lector que genera un futuro infinito esperando a nuevas líneas. Pero, ¿existe algún método para parar la tarea desde el servidor?

Esto no es algo demasiado trivial, pero se puede hacer de manera sencilla usando canales MPSC de Rust y futuros.

La idea aquí es hacer que de alguna manera, el futuro pueda resolverse y así finalizar la tarea. Una función interesante es select2 que devuelve un futuro fusión de dos futuros. Este futuro se resuelve (devuelve valor y acaba la tarea) cuando alguno de ellos lo haga. Como el futuro de reader nunca acabará, entonces basta con poner un futuro que cuando queramos cerrar la conexión resolveremos.

Este futuro es cancel de tipo Cancellable. No viene en la librería, lo he creado arriba y lo que hace es esperar a que el extremo del canal reciba una comunicación. El valor nos da igual, simplemente que se haya producido un ping. Una vez hecho eso, el futuro resuelve y la conexión se cierra.

En el ejemplo, cuando el cliente manda bye la conexión se cierra.

Y esto es una breve introducción a los futuros y a Tokio en Rust. Todavía queda ver como podemos usar async/await para no tener que escribir todo esto en forma de stream.

Lenguajes de programación que todo buen programador debe conocer

Dice Bjarne Stroustrup (creador de C++) que nadie debería llamarse un profesional si no conoce al menos 5 lenguajes suficientemente diferentes entre sí. Comparto con él esa afirmación, así que he decidido hacer una lista con esos 5 lenguajes suficientemente diferentes entre sí. La razón de que sean diferentes entre sí es que implementan paradigmas distintos.

Paradigmas de programación

Cada lenguaje está moldeado en base a uno o varios paradigmas de programación. Aunque no hay una teoría con la que todos los autores esten de acuerdo, bajo mi punto de vista existen dos grandes grupos de paradigmas de programación. Imperativos y Declarativos. Los imperativos responden a la pregunta de ¿Cómo se calcula esto? y los declarativos ¿Cuál es el resultado de esto?. Otra manera de verlo es ver al paradigma imperativo como un intento de simplificar la electrónica subyacente. El paradigma declarativo por contra muchas veces se origina de la teoría matemática y posteriormente se aplica al ordenador.

Cada uno de estos paradigmas a su vez tienen más sub-paradigmas y luego existen paradigmas transversales, es decir, que se pueden aplicar (o no) tanto en lenguajes imperativos como en lenguajes declarativos.

Un buen programador necesita conocer estos paradigmas.

Prolog

Prolog es un claro ejemplo de programación lógica. Se trata de un lenguaje declarativo. Diseñado en los años 70 en Francia, Prolog tuvo mucha popularidad en el desarrollo de Inteligencia Artificial debido a sus características lógicas. En esencia, Prolog se basa en la demostración de predicados, similares a los del álgebra de predicados.

Ejemplos de lógica de predicados

Un programa Prolog es en realidad un conjunto de afirmaciones o predicados. En tiempo de ejecución se realizan preguntas sobre predicados. Prolog intenta entonces demostrar la veracidad del predicado, para ello usa el mecanismo de backtracing. Una característica muy interesante de Prolog es el pattern matching, que básicamente permite preguntar para qué valor de una variable se cumple un predicado. Esto permite realizar cosas muy interesantes:

Ahora, para saber quién es la madre de Sonia intentamos demostrar:

Y responderá X = veronica.

En predicados sin variables, Prolog solo devuelve true o false.

Existen varios compiladores/intérpretes de Prolog, siendo el más conocido SWI-Prolog, multiplataforma y con una extensa librería que incluye GUI multiplataforma y framework web. También existe GNU Prolog y Visual Prolog (antiguamente conocido como Turbo Prolog), aunque este último no se le considera Prolog auténtico por ser demasiado diferente al resto.

Haskell

Haskell es un lenguaje declarativo que implementa el paradigma funcional. Es uno de los pocos lenguajes funcionales que son 100% puros. Se entiende por puros como la capacidad de no generar efectos colaterales. Haskell es un lenguaje fuertemente tipado y deriva de la teoría de categorías. Haskell ha sido objeto (hasta cierto punto merecido) de muchas bromas sobre este asunto, ya que para la mayoría de programadores, conocer teoría de categorías no es demasiado práctico.

Otra característica de Haskell es que es perezoso, lo que significa que no calculará nada que no sea estrictamente necesario (esto puede parecer muy raro hasta que lo entiendes en la práctica).

Este código pertenece al juego de la vida de Conway que (también) implementé en Haskell, simplemente por curiosidad, ya que no está optimizado. Faltaría el módulo Reader, así que no intentéis compilarlo directamente.

Haskell como tal no tiene variables ni bucles y sus condicionales no son exactamente iguales a los de los lenguajes imperativos (aunque se use if, en el caso de Haskell son bloques que siempre deben devolver un valor).

Aunque siempre ha sido un lenguaje académico (nació en 1994, un año antes que Java), ahora ha alcanzado bastante popularidad y algunas empresas como Facebook lo usan en producción.

El compilador más conocido, capaz de generar código nativo, es GHC. Este dispone de un REPL llamado GHCi y también compila a JavaScript y se está trabajando en WebAssembly. Otro intérprete es Hugs, pero solo es compatible con Haskell98.

La forma recomendada de instalar GHC es con Stack. Usa Stack y ahórrate quebraderos de cabeza.

Otros lenguajes similares a Haskell son ElmPureScriptEta e Idris. Este último compila a JavaScript y pone énfasis en su librería, que es capaz de competir con Angular y React.

Racket (Lisp)

Lisp no puede faltar nunca. Se trata de uno de los primeros lenguajes de programación y sigue siendo tan actual como el primer día, gracias a su simple pero efectivo diseño, inspirado en el cálculo lambda de Alonzo Church. No obstante, Lisp ha evolucionado mucho, si me preguntan que dialecto/lenguaje de Lisp merece la pena aprender ahora diría Racket. Racket es un lenguaje de programación funcional y programación orientada a objetos. Racket no es 100% puro como Haskell (la mayoría de dialectos de Lisp no lo son) pero sigue siendo muy interesante. También, tiene tipado débil en contraposición al tipado fuerte de Haskell.

Racket desciende a su vez de Scheme, que es una de los ramas principales de Lisp, siendo la otra Common Lisp. ¿Por qué estas diferencias? La gente de Scheme prefiere un lenguaje elegante, lo más funcional posible mientras que la gente de Common Lisp prefirieron sacrificar eso a cambio de un lenguaje más práctico en el mundo real.

Racket cuenta con una extensísima librería estándar capaz de realizar todo lo que te imagines sin gran problema. Racket también soporta las famosas y potentes macros.

Triángulo de Sierpinski en el IDE DrRacket.

JavaScript

JavaScript está en todas partes. Es uno de los lenguajes con mayor aplicación práctica. Web, servidor, bases de datos, scripting, plugins e incluso IoT. Por eso JavaScript me parece un lenguaje que deba estar en esta lista. Y sin embargo no es fácil categorizarlo correctamente. Ante todo, estamos ante un lenguaje de programación imperativo, con orientación a objetos y buen soporte a la orientación a eventos.

Y antes de que se me venga alguien a comerme, sí, JavaScript está orientado a objetos, aunque no siguen el patrón de clase/herencia que C++ y Java tienen tan acostumbrados a la gente. La orientación a objetos por prototipos no la inventó JavaScript, sino que ya estaba en otros lenguajes como Self y más actualmente Io. Y realmente lenguajes como Python o Ruby no se alejan mucho de esto internamente.

Actualmente, con la versión ES7, tenemos muchas cosas interesantes en programación asíncrona y clases al estilo Java que no son más que azúcar sintáctico sobre el verdadero modelo de JS.

Definitivamente, JavaScript es un lenguaje muy interesante y aunque a algunas personas les pueda parecer un caos, ciertamente es muy productivo y útil. Aprovechar al máximo JavaScript requiere pensar de forma distinta a como lo harías en otros lenguajes imperativos.

C# (o Java)

C# es otro lenguaje bastante complejo, imperativo, orientado a objetos por clases, con partes de programación funcional y programación asíncrona. Pero el sistema de la orientación a objetos aquí es distinto. Aunque Alan Kay, creador de Smalltalk y casi casi de la orientación a objetos, opine que el estilo de C++ y de Java son putas mierdas, lo cierto es que es lo más usado actualmente. Herencia, clases, interfaces, etc

Personalmente prefiero C#, ya que como lenguaje es más potente que Java, pero ambos al final tienen bastantes características comunes entre sí.

Para C# el compilador más usado es Roslyn, actualmente disponible en .NET Framework, .NET Core y Mono.

Otros lenguajes parecidos son Java o si preferimos una sintaxis tipo Pascal: Delphi/Object-Pascal tiene conceptos muy similares.

Conclusión

Con esto ya tendríamos 5 lenguajes suficientemente diferentes. Ahora bien, nos hemos dejado lenguajes muy interesantes, tanto desde el punto de vista práctico como teórico. No puedo dejar de mencionar a Smalltalk por su implementación de los objetos, a C por su ligera capa de abstracción sobre ensamblador, al propio Ensamblador porque es lo que ejecuta la CPU realmente, a Python por su diseño así como su gran uso en ciencia de datos y scripts o a Rust, un lenguaje imperativo con sistema de traits, semántica de movimiento, pattern matching.

Merece también la pena mirar FORTH, SQL (quizá el lenguaje declarativo más usado del mundo) y lenguajes que se adapten bien a la programación reactiva (hay sobre todo librerías, aunque algún lenguaje como Simulink lo implementa). Mathemathica implementa también el paradigma de programación simbólica, muy poco explotado en otros lenguajes.

Estos han sido mis 5 lenguajes, ¿cuáles serían los tuyos?

Yew, crea webapps al estilo Angular/React en Rust

Hoy os traigo una librería muy potente y muy útil, ahora que Rust compila a WebAssembly de forma nativa. Se trata de Yew, una librería para diseñar frontends, single-page-applications y en general, una librería que es una alternativa a Angular, React, Vue y Elm.

En particular, Yew se basa en The Elm Architecture, por lo que los usuarios de Elm serán los que encuentren más familiar a Yew.

Yew significa tejo. He aquí uno de los tejos más famosos de Valladolid, en la plaza del Viejo Coso

Instalar cargo-web y el soporte a WebAssembly

Antes de empezar a programar necesitaremos instalar un plugin para Cargo, llamado cargo-web, que nos ayudará en el desarrollo web con Rust. Por otro lado, hace falta instalar el soporte de Rust a WebAssembly. Existen tres opciones actualmente: asmjs-unknown-emscripten, wasm32-unknown-emscripten y wasm32-unknown-unknown. Para los primeras opciones hace falta tener instalado Emscripten. Para la última, no hace falta nada, por lo que es mi opción recomendada. Por otro lado, wasm32 significa WebAssembly y asmjs es asm.js, que es simplemente JavaScript y será compatible con más navegadores.

The Elm Architecture

Los principios de The Elm Architecture se basan en: modelo, mensajes, actualización y vista.

Para este tutorial vamos a hacer la típica aplicación de una lista donde guardamos notas. Nuestro modelo se va a componer de una lista de tareas, para simplificar, pongamos que una tarea es simplemente un String y un ID. Entonces también nos hará falta almacenar un contador para ir poniendo IDs. También, al tener un campo de texto, nos hará falta una variable para ir almacenando temporalmente lo que escribe el usuario.

Lo siguiente es diseñar los mensajes. Los mensajes interactúan con el modelo y desencadenan una actualización de la vista. En esta aplicación solo nos hacen falta dos mensajes: añadir mensaje y borrar mensaje. Pero como tenemos un campo de texto, tenemos que introducir un mensaje Change y siempre viene bien un mensaje que no haga nada.

Una vez hecho esto pasamos a crear la función update, en la que hacemos distintas cosas según el mensaje que recibamos.

Así pues, si se lanza un mensaje Msg::Add lo que hacemos es copiar el valor de la variable temporal input, crear una nueva tarea con su ID y añadirla a la lista de tareas. Ya está. Yew mágicamente actualizará la página para reflejar que la lista de tareas ha sido modificada. Lo mismo pasa con Remove.

Ahora vamos a las vistas. Una vista es una función que devuelve Html<Msg> y se pueden componer varias funciones así. En nuestro caso, tenemos una vista principal donde se ve un campo de texto y un sitio donde se ejecuta un bucle for con las tareas del modelo. Y a cada tarea se le aplica la vista view_task.

La macro html! nos permite escribir HTML directamente en Rust, con algunas diferencias (¡prestad atención a las comas!). También nos permite introducir código Rust (entre llaves) y closures (observad onclick, oninput y onkeypress).

Finalmente en el método main, inicializamos el modelo y llamamos a program, que empieza a ejecutar Yew.

El código final queda así.

Ejecutando la aplicación web

Usando cargo web, es muy sencillo generar la aplicación web. Simplemente ejecuta:

El resultado, se montará en un mini servidor web. Si accedes a la URL que indica Cargo con tu navegador web, verás algo similar a esto:

Añade items y bórralos. Observa como la aplicación funciona perfectamente.

Distribuyendo la aplicación

Realmente cargo web ha hecho muchas cosas por nosotros. Si nosotros queremos usar Yew en la vida real, no usaremos cargo web. Para ello, compilamos la aplicación web:

Y accedemos a la carpeta target/wasm32-unknown-unknown/release. Allí encontraremos dos archivos que vamos a necesitar. Uno acabado en .js y otro acabado en .wasm. Ambos ficheros deberemos copiarlos donde queramos usarlos. Por último, será necesario un fichero HTML. En el fichero HTML solo hace falta cargar el fichero JS. Yew hará el resto.

Si quieres saber más, puedes descargarte el código de ejemplo que se encuentra en GitHub.