Elm to język programowania funkcyjnego, który kompiluje się do JavaScript i jest głównie używany do budowy aplikacji internetowych. Kładzie nacisk na prostotę, jakość i łatwość utrzymania, z silnym naciskiem na tworzenie wysoce interaktywnych interfejsów użytkownika. Architektura Elma opiera się na paradygmacie Model-Update-View, który promuje wyraźny podział odpowiedzialności, co ułatwia skalowanie i zarządzanie aplikacjami. Język znany jest z silnego systemu typów, który pomaga wychwytywać błędy w czasie kompilacji, co prowadzi do bardziej solidnego rozwoju oprogramowania.
Elm został stworzony przez Evana Czaplickiego w 2012 roku jako projekt mający na celu zrozumienie, jak budować aplikacje internetowe bardziej efektywnie i z mniejszą złożonością. Czaplicki inspirował się koncepcjami programowania funkcyjnego i dążył do opracowania języka, który mógłby zredukować problemy związane z pracą z JavaScript w rozwoju frontendowym. Początkowy nacisk Elma kładł na stworzenie języka, który nie tylko ułatwiałby rozwój, ale także poważnie traktował doświadczenie użytkownika, priorytetując wydajność i niezawodność.
Od swojego powstania Elm nieustannie ewoluuje, wspierając społeczność, która ceni prostotę i jakość. Popularność języka rosła, gdy programiści doświadczali jego korzyści w redukcji błędów w czasie wykonywania dzięki silnemu systemowi typów statycznych. W 2016 roku Elm wprowadził wersję 0.17, która znacząco zrewolucjonizowała jego architekturę i wprowadziła nowe funkcje. Społeczność Elma przyczyniła się do rozwoju jego bibliotek i narzędzi, wzbogacając jego ekosystem.
Na październik 2023 roku Elm jest nadal aktywnie rozwijany i utrzymywany, a wersja 0.19 jest najnowszym stabilnym wydaniem. Język zyskał lojalną rzeszę zwolenników, szczególnie w dziedzinie rozwoju aplikacji internetowych, chociaż nie osiągnął poziomu popularności niektórych mainstreamowych odpowiedników, takich jak React czy Angular. Jego nacisk na zasady programowania funkcyjnego wyróżnia go, a często jest przyjmowany przez organizacje, które chcą poprawić jakość swojego kodu frontendowego.
Elm stosuje solidny system typów, który wychwytuje błędy w czasie kompilacji. Na przykład:
add : Int -> Int -> Int
add x y = x + y
W tym fragmencie kodu add jest zdefiniowane jako funkcja, która przyjmuje dwie liczby całkowite i zwraca ich sumę. Jeśli spróbujesz wywołać tę funkcję z ciągiem, Elm zgłosi błąd w czasie kompilacji.
Funkcje w Elmie są obywatelami pierwszej klasy, co pozwala na przekazywanie ich jako argumenty i zwracanie z innych funkcji:
applyFunction : (a -> b) -> a -> b
applyFunction f x = f x
W tej funkcji applyFunction przyjmuje funkcję f i argument x, a następnie stosuje funkcję do argumentu.
Elm wykorzystuje dopasowywanie wzorców do definicji funkcji i typów danych, co prowadzi do jaśniejszego i bardziej zwięzłego kodu:
case value of
Just x -> "Znaleziono: " ++ x
Nothing -> "Nie znaleziono"
Tutaj wyrażenie case sprawdza, czy value to Just x czy Nothing, co pozwala na różne zachowania w zależności od wartości.
Elm wymusza niemutowalność, co oznacza, że po utworzeniu struktury danych nie można jej zmienić. To prowadzi do bezpieczniejszego i bardziej przewidywalnego kodu:
type alias User = { name : String, age : Int }
alice : User
alice = { name = "Alice", age = 30 }
W tym kodzie alice jest niemutowalnym rekordem typu User.
Architektura Elma (TEA) to model strukturyzacji aplikacji Elm, składający się z trzech głównych komponentów: Model, View i Update.
type alias Model = { count : Int }
update : Msg -> Model -> Model
update Increment model = { model | count = model.count + 1 }
W tym fragmencie update zawiera logikę zmieniającą stan aplikacji na podstawie wiadomości.
Silny system typów Elma zawiera wnioskowanie typów, co pozwala kompilatorowi automatycznie dedukować typy, redukując werbalność kodu:
multiply x y = x * y
W tym przypadku funkcja multiply może wnioskować typy bez jawnych adnotacji typów.
Elm ma potężne wsparcie dla manipulacji listami, z wieloma wbudowanymi funkcjami:
numbers = [1, 2, 3, 4]
doubled = List.map (\x -> x * 2) numbers
Ten kod używa List.map, aby zastosować funkcję do każdego elementu listy.
Elm pozwala na tworzenie typów niestandardowych (znanych również jako algebraiczne typy danych):
type Shape = Circle Float | Rectangle Float Float
Tutaj Shape może być albo Circle z promieniem, albo Rectangle z szerokością i wysokością.
Elm używa poleceń i subskrypcji do obsługi efektów, segregując efekty uboczne od czystych funkcji:
type Msg = FetchData | DataFetched Data
update : Msg -> Model -> (Model, Cmd Msg)
W tym bloku kodu funkcja update zajmuje się wiadomościami, które mogą inicjować efekty uboczne.
Elm ma potężny kompilator, który tłumaczy kod Elm na zoptymalizowany JavaScript. Ten kompilator dostarcza pomocne komunikaty o błędach, które prowadzą programistów w debugowaniu podczas rozwoju, kładąc nacisk na jasność i przyjazność dla użytkownika.
Kilka edytorów tekstu i IDE wspiera rozwój Elma, w tym popularne wybory:
Aby zbudować projekt Elm, programiści zazwyczaj używają Elm CLI. Inicjalizacja nowego projektu Elm może być dokonana za pomocą:
elm init
To polecenie ustawia strukturę katalogów i pliki konfiguracyjne niezbędne do aplikacji Elm. Kolejne kompilacje można wykonać za pomocą:
elm make src/Main.elm --output=main.js
To polecenie kompiluje Main.elm do main.js, gotowego do wdrożenia w aplikacji internetowej.
Elm jest głównie używany w rozwoju frontendowym aplikacji internetowych, gdzie jest preferowany do:
W porównaniu do języków takich jak JavaScript, TypeScript, a nawet języków funkcyjnych jak Haskell, Elm prezentuje kilka unikalnych cech:
W przeciwieństwie do dynamicznych języków, takich jak Python czy Ruby, statyczne typowanie Elma i kontrole w czasie kompilacji mogą prowadzić do mniejszej liczby błędów w większych bazach kodu, wymagając jednocześnie innego podejścia do budowania interaktywności.
Elm może być tłumaczony na JavaScript z powodu swojego celu kompilacji, ale obecnie istnieją ograniczone narzędzia dostępne do tłumaczenia źródło-do-źródła kodu Elm na inne języki funkcyjne lub paradygmaty.
Jednym z podejść jest wykorzystanie możliwości interoperacyjnych Elma z JavaScript za pomocą portów, co umożliwia płynne integrowanie tam, gdzie to konieczne. Jednak pełnoprawne transpilerki z Elma do innych języków, takich jak Haskell czy Scala, są nadal w powijakach i wymagają dalszego rozwoju.