Kontynuacja (informatyka)

Kontynuacja (ang. continuation) – abstrakcyjny konstrukt programistyczny służący do sterowania przepływem programu. Każdy język programowania posiada kontynuacje, ponieważ jest sposób w jaki działają języki programowania, lecz tylko niektóre dają do nich bezpośredni dostęp. W skrócie można powiedzieć. że kontynuacja to następna instrukcja, która ma zostać wykonana, gdy skończy się wykonywać aktualna instrukcja. Gdy język umożliwia bezpośredni dostęp do kontynuacji, możliwy jest powrót do miejsca w którym kontynuacja została utworzona. Dzięki kontynuacjom można zaimplementować takie konstrukcje programistyczne jak wyjątki, współprogramy, czy generatory.

Przykładowym językiem programowania, który daje dostęp do kontynuacji, jest język Scheme. W tym języku kontynuacje są typem pierwszoklasowym. Według specyfikacji języka, powinny się zachowywać dokładnie tak jak funkcje^[1].

W języku Scheme, aby dostać obiekt kontynuacji używa się konstrukcji call-with-current-continuation (lub skrótu call/cc). Jest to tzw. przechwycenie kontynuacji (ang. continuation capture). Mając dostęp do obiektu kontynuacji możliwy jest powrót i kontynuowanie działania programu w miejscu, w którym kontynuacja została przechwycona^[2][3].

Istnieje także sposób użycia kontynuacji w językach funkcyjnych, które nie dają bezpośredniego dostępu do kontynuacji dzięki tzw. stylowi przekazywania kontynuacji (ang. Continuation-passing style). Jest to specjalny sposób pisania programów, w którym wszystkie kontynuacje są jawne, utworzone dzięki zwykłym funkcjom^[4].

Przykład

Najprostszym przykładem użycia kontynuacji jest tzw. wczesne wyjście. Język Scheme nie pojada instrukcji return znanej z innych języków programowania, ale dzięki kontynuacjom istnieje możliwość wczesnego wyjścia.

(define (find item lst)
  (call-with-current-continuation
   (lambda (return)
     (for-each (lambda (x)
                 (if (equal? x item)
                     (return x))
                 (display x)
                 (newline))
               lst))))

(let ((result (find 'x '(a b d x y z f))))
  (display "wynik: ")
  (display result)
  (newline))

Procedura for-each iteruje po wszystkich elementach listy, natomiast funkcja find wywołuje kontynuacje return, która wychodzi z funkcji i nie kontynuuje przetwarzania kolejnych elementów listy, gdy zostanie znaleziony szukany element.

Przykład CPS

Poniżej przykład stylu przekazywania kontynuacji w języku JavaScript:

function silnia(n, cc) {
  if (n == 0) {
    cc(1);
  } else {
    silnia(n-1, function(t0) {
      cc(n * t0)
    });
  }
}

silnia(10, function(wynik) {
  console.log(wynik); // 3628800
});

W definicji funkcji nie została użyta instrukcja return, tylko kontynuacja w formie funkcji przekazana jako drugi argument.