फ़ंक्शनल प्रोग्रामिंग के कॉन्सेप्ट

फ़ंक्शनल प्रोग्रामिंग के बारे में जानकारी

Earth Engine, पैरलल प्रोसेसिंग सिस्टम का इस्तेमाल करता है, ताकि कई मशीनों पर एक साथ कंप्यूटेशन किया जा सके. इस तरह की प्रोसेसिंग को चालू करने के लिए, Earth Engine, स्टैंडर्ड तकनीकों का इस्तेमाल करता है. इनका इस्तेमाल आम तौर पर फ़ंक्शनल भाषाओं में किया जाता है. जैसे, रेफ़रेंशियल ट्रांसपैरेंसी और लेज़ी इवैल्यूएशन. इससे, ऑप्टिमाइज़ेशन और परफ़ॉर्मेंस को बेहतर बनाने में मदद मिलती है.

फ़ंक्शनल प्रोग्रामिंग को प्रोसीजरल प्रोग्रामिंग से अलग करने वाला मुख्य कॉन्सेप्ट, साइड इफ़ेक्ट का न होना है. इसका मतलब है कि आपके लिखे गए फ़ंक्शन, फ़ंक्शन के बाहर मौजूद डेटा पर निर्भर नहीं होते या उसे अपडेट नहीं करते. नीचे दिए गए उदाहरणों में बताया गया है कि अपनी समस्या को इस तरह से फिर से व्यवस्थित किया जा सकता है कि उसे बिना किसी साइड इफ़ेक्ट के फ़ंक्शन का इस्तेमाल करके हल किया जा सके. ये फ़ंक्शन, एक साथ कई काम करने के लिए ज़्यादा बेहतर होते हैं.

For लूप

Earth Engine में for-loops का इस्तेमाल न करने की सलाह दी जाती है. map() ऑपरेशन का इस्तेमाल करके भी यही नतीजे पाए जा सकते हैं. इसमें आपको एक ऐसा फ़ंक्शन तय करना होता है जिसे हर एलिमेंट पर अलग से लागू किया जा सकता है. इससे सिस्टम, प्रोसेसिंग को अलग-अलग मशीनों पर डिस्ट्रिब्यूट कर पाता है.

यहां दिए गए उदाहरण में, map() का इस्तेमाल करके संख्याओं की सूची से, हर संख्या के वर्ग की एक नई सूची बनाने का तरीका बताया गया है:

कोड एडिटर (JavaScript)

// This generates a list of numbers from 1 to 10.
var myList = ee.List.sequence(1, 10);

// The map() operation takes a function that works on each element independently
// and returns a value. You define a function that can be applied to the input.
var computeSquares = function(number) {
  // We define the operation using the EE API.
  return ee.Number(number).pow(2);
};

// Apply your function to each item in the list by using the map() function.
var squares = myList.map(computeSquares);
print(squares);  // [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

If/Else की शर्तें

प्रोसीजरल प्रोग्रामिंग पैराडाइम का इस्तेमाल करने वाले नए उपयोगकर्ताओं को एक और आम समस्या का सामना करना पड़ता है. यह समस्या, Earth Engine में if/else कंडीशनल ऑपरेटर का सही तरीके से इस्तेमाल करने से जुड़ी है. हालांकि, एपीआई ee.Algorithms.If() एल्गोरिदम उपलब्ध कराता है, लेकिन map() और फ़िल्टर का इस्तेमाल करके ज़्यादा फ़ंक्शनल तरीके से काम करने का सुझाव दिया जाता है. Earth Engine, डिफ़र्ड एक्ज़ीक्यूशन का इस्तेमाल करता है. इसका मतलब है कि किसी एक्सप्रेशन का आकलन तब तक नहीं किया जाता, जब तक उसकी वैल्यू की ज़रूरत नहीं होती. कुछ मामलों में, इस तरह का एक्ज़ीक्यूशन मॉडल, ee.Algorithms.If() स्टेटमेंट के सही और गलत, दोनों विकल्पों का आकलन करेगा. इससे, एक्सप्रेशन और उन्हें लागू करने के लिए ज़रूरी संसाधनों के आधार पर, अतिरिक्त कंप्यूटेशन और मेमोरी का इस्तेमाल हो सकता है.

मान लें कि आपको ऊपर दिए गए उदाहरण का एक ऐसा वर्शन हल करना है जिसमें सिर्फ़ विषम संख्याओं के वर्ग निकालने का टास्क दिया गया है. यहां if/else शर्तों के बिना इस समस्या को हल करने का एक फ़ंक्शनल तरीका दिखाया गया है:

कोड एडिटर (JavaScript)

// The following function determines if a number is even or odd.  The mod(2)
// function returns 0 if the number is even and 1 if it is odd (the remainder
// after dividing by 2).  The input is multiplied by this remainder so even
// numbers get set to 0 and odd numbers are left unchanged.
var getOddNumbers = function(number) {
  number = ee.Number(number);   // Cast the input to a Number so we can use mod.
  var remainder = number.mod(2);
  return number.multiply(remainder);
};

var newList = myList.map(getOddNumbers);

// Remove the 0 values.
var oddNumbers = newList.removeAll([0]);

var squares = oddNumbers.map(computeSquares);
print(squares);  // [1, 9, 25, 49, 81]

यह पैराडाइम, खास तौर पर कलेक्शन के साथ काम करते समय लागू होता है. अगर आपको कुछ शर्तों के आधार पर, कलेक्शन पर कोई दूसरा एल्गोरिदम लागू करना है, तो सबसे सही तरीका यह है कि पहले शर्त के आधार पर कलेक्शन को फ़िल्टर करें. इसके बाद, हर सबसेट पर map() कोई दूसरा फ़ंक्शन लागू करें. इससे सिस्टम को एक साथ कई कार्रवाइयां करने की अनुमति मिलती है. उदाहरण के लिए:

कोड एडिटर (JavaScript)

// Import Landsat 8 TOA collection and filter to 2018 images.
var collection = ee.ImageCollection('LANDSAT/LC08/C02/T1_TOA')
  .filterDate('2018-01-01', '2019-01-01');

// Divide the collection into 2 subsets and apply a different algorithm on them.
var subset1 = collection.filter(ee.Filter.lt('SUN_ELEVATION', 40));
var subset2 = collection.filter(ee.Filter.gte('SUN_ELEVATION', 40));

// Multiply all images in subset1 collection by 2;
// do nothing to subset2 collection.
var processed1 = subset1.map(function(image) {
  return image.multiply(2);
});
var processed2 = subset2;

// Merge the collections to get a single collection.
var final = processed1.merge(processed2);
print('Original collection size', collection.size());
print('Processed collection size', final.size());

कुल इटरेशन

आपको क्रम से ऑपरेशन करने पड़ सकते हैं, जहां हर इटरेशन के नतीजे का इस्तेमाल अगले इटरेशन में किया जाता है. Earth Engine, इस तरह के टास्क के लिए iterate() तरीका उपलब्ध कराता है. ध्यान रखें कि iterate() को क्रम से लागू किया जाता है. इसलिए, बड़ी कार्रवाइयों के लिए यह धीमा होगा. इसका इस्तेमाल सिर्फ़ तब करें, जब आपको map() और फ़िल्टर का इस्तेमाल करके, मनमुताबिक आउटपुट न मिल रहा हो.

iterate() का एक अच्छा उदाहरण, फ़िबोनाशी संख्या का क्रम बनाना है. यहां सीरीज़ में मौजूद हर संख्या, पिछली दो संख्याओं का योग है. iterate() फ़ंक्शन दो आर्ग्युमेंट लेता है: एक फ़ंक्शन (ऐल्गोरिदम) और एक शुरुआती वैल्यू. फ़ंक्शन को दो वैल्यू पास की जाती हैं: इटरेशन में मौजूद मौजूदा वैल्यू और पिछले इटरेशन का नतीजा. यहां दिए गए उदाहरण में, Earth Engine में फ़िबोनाची सीक्वेंस लागू करने का तरीका बताया गया है.

कोड एडिटर (JavaScript)

var algorithm = function(current, previous) {
  previous = ee.List(previous);
  var n1 = ee.Number(previous.get(-1));
  var n2 = ee.Number(previous.get(-2));
  return previous.add(n1.add(n2));
};

// Compute 10 iterations.
var numIteration = ee.List.repeat(1, 10);
var start = [0, 1];
var sequence = numIteration.iterate(algorithm, start);
print(sequence);  // [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89]

अब आपको JavaScript के कॉन्सेप्ट के बारे में अच्छी तरह से पता चल गया है. इसलिए, Earth Engine API की जियोस्पेशल फ़ंक्शनैलिटी के बारे में जानने के लिए, एपीआई ट्यूटोरियल देखें.