В нескольких научных лабораториях уже разработаны и используются экспериментальные компьютеры, основанные на подобных архитектурах. В чистом функциональном программировании оператор присваивания отсутствует, объекты нельзя изменять и уничтожать, можно только создавать новые путём разбора и сбора существующих. функциональное программирование js О ненужных объектах позаботится встроенный в язык сборщик мусора. Благодаря этому в чистых функциональных языках все функции свободны от побочных эффектов. Однако это не мешает этим языкам имитировать некоторые полезные императивные свойства, такие как исключения и изменяемые массивы.
Ниже приведены примеры описания интенсионала соответственно списка, словаря, множества и итерируемой последовательности. Функциональное программирование помогает сделать код более чистым, предсказуемым и легко читаемым. Использование принципов ФП помогает избавиться от лишних абстракций с непредсказуемым поведением, следовательно, сделать работу программы более предсказуемой и снизить количество возможных ошибок.
В данном формате функция – это ссылка на редуцирующую функцию; ею может быть стандартная функция либо лямбда-функция, последовательность – это итерируемая последовательность, т.е. Список, кортеж, диапазон или строковые данные, и инициализатор – это параметрическая переменная, которая получает начальное значение для накопителя. Начальным значением может быть значение любого примитивного типа данных либо мутабельный объект – список, кортеж и т.д. Начальное значение инициирует накапливающую переменную, которая прежде чем она будет возвращена, будет обновляться редуцирующей функцией по каждому элементу в списке. Так как функциональное программирование – это прежде всего подход к написанию кода, использовать его принципы можно в любом языке. Однако существуют языки, специально заточенные под функциональный подход.
Повар должен следовать этим инструкциям ровно в той последовательности, в которой вы их написали. Каждый метод в нашей кодовой базе – если он написан как математическая функция – можно рассматривать отдельно от других. Когда мы уверены, что наши методы не влияют на глобальное состояние или не работают с исключением, https://deveducation.com/ мы можем рассматривать их как строительные блоки и компоновать их так, как мы хотим. Это, в свою очередь, открывает большие возможности для создания сложной функциональности, которую создать ненамного сложнее, чем части, из которых она состоит. Существует некий предел сложности, с которой мы можем справиться за раз.
Чистая Функция
Так же можно просмотреть промежуточные входы и выходы, чтобы определить функцию, которая вызывает ошибку. Более практическое преимущество функционального программирования заключается в том, что оно заставляет разбивать проблему на мелкие части. Легче указать и написать небольшую функцию, которая выполняет одно действие, чем большую функцию, выполняющую сложное преобразование. Небольшие функции также легче читать и проверять на наличие ошибок.
Математики такую функцию чаще называют оператором, например, оператор взятия производной или оператор интегрирования. В 1970-х годах в университете Эдинбурга Робин Милнер создал язык ML, а Дэвид Тернер начинал разработку языка SASL в университете Сент-Эндрюса и, впоследствии, язык Miranda в университете города Кент. В конечном итоге на основе ML были созданы несколько языков, среди которых наиболее известные Objective Caml и Standard ML.
Нет необходимости создавать сложные тестовые двойники, такие как mocks, и поддерживать их в дальнейшем. Во-вторых, сигнатура математической функции должна передавать всю информацию о возможных входных значениях, которые она принимает, и о возможных результатах, которые она может дать. Можно называть эту черту честность сигнатуры метода (method signature honesty). В отличие от императивного стиля, описывающего шаги, ведущие к достижению цели, функциональный стиль описывает математические отношения между данными и целью. Haskell был создан в конце 1980-х годов в попытке соединить множество идей, полученных в ходе исследования функционального программирования[3]. Тестировать проще, потому что каждая функция является потенциальным объектом для модульного тестирования.
В языке Си++ имеется такое понятие, как шаблон, которое позволяет программисту определять полиморфные функции, подобные quickSort. В стандартную библиотеку Си++ — STL — входит такая функция и множество других полиморфных функций. А в функциональных языках полиморфная функция quickSort — это одна единственная функция. С другой стороны, функциональные языки в этом плане проигрывают по скорости выполнения.
В строке 7 создается словарь, в котором в качестве значения задана ссылка на эту функцию, и затем, обратившись к этому значению по ключу, эта функция применяется в третий раз. Функциональное программирование плохо подходит для алгоритмов, основанных на графах из-за сравнительно более медленной работы программы. ФП в целом плохо применимо в решениях, которые годами основывались на использовании императивного подхода. Композиция функций – это подход в функциональном программировании, который подразумевает вызов одних функций в качестве аргументов других, для создания сложных составных функций из более простых. Функциональное программирование намного старше объектно-ориентированного программирования, и в последние годы оно немного вернулось.
Функция Reduce
Например, реализация функции по-прежнему будет использовать присвоения локальным переменным, но не будет изменять глобальные переменные или иметь другие побочные эффекты. Разработчики некоторых языков программирования предпочитают подчеркивать один конкретный подход к программированию. Это затрудняет написание программ, при использовании другого подхода. Lisp, C++ и Python – языки с несколькими парадигмами, они поддерживают несколько различных подходов к написанию программ. В большой программе, модули могут быть написаны с использованием разных подходов.
ООП — это парадигма программирования, основанная на понятии объектов, которые взаимодействуют друг с другом через сообщения. В Java объекты являются основными строительными блоками программы и описываются с помощью классов. Классы определяют состояние и поведение объектов, а также предоставляют интерфейс для взаимодействия с ними. При написании программы очень часто возникает задача, которая состоит в том, чтобы применить специальную функцию для всех элементов в последовательности. В функциональном программировании она называется отображением от англ. В последние годы почти все известные процедурные и объектно-ориентированные языки программирования стали поддерживать средства функционального программирования (ФП).
Далее в этой лекции описывается история функционального программирования, свойства функциональных языков, решаемые задачи и некоторые справочные сведения. Некоторые важные действия по определению сложно или невозможно реализовать через чистые функции. Поэтому программистам приходится прибегать к дополнительным ухищрениям и усложнять код, чтобы избежать этого минуса. Также некоторые функции на практике оказываются не совсем чистыми — тут опять же приходится обходить ограничения и придумывать новые способы. Еще одно требование к функциям в функциональном программировании — относительная прозрачность.
А функциональное программирование гарантирует, что вызов одной функции не повлияет на вызов другой — поэтому снижается риск ошибок и конфликтов при параллельных вычислениях. Единственным эффектом от вычисления функции является возвращаемый ей результат, и единственный фактор, оказывающий влияние на результат — это значения аргументов. Рекурсивные функции можно обобщить с помощью функций высших порядков, используя, например, катаморфизм и анаморфизм (или «свёртка» и «развёртка»)[16].
Функции высших порядков позволяют использовать карринг — преобразование функции от пары аргументов в функцию, берущую свои аргументы по одному. Это преобразование получило своё название в честь Хаскелла Карри. Есть несколько мест, где объектно-ориентированное программирование не справляется или не дает много рекомендаций, и именно в этих областях функциональное программирование может вмешаться и помочь. Так, чистые функции всегда возвращают один и тот же результат/вывод при одних и тех же входных аргументах. Давайте рассмотрим некоторые важные моменты функционального программирования.
Работая над программой в функциональном стиле, обычно пишут ряд функций с различными входами и выходами. Некоторые из этих функций неизбежно будут специализированы для конкретного приложения, но другие будут полезны в других программах. Например, функция, которая принимает путь к каталогу и возвращает все файлы, или функция, которая принимает имя файла и возвращает его содержимое, может применяться во многих различных ситуациях. В этом разделе объясняется основная концепция функционального программирования, если просто интересно узнать о возможностях языка Python, то перейдите сразу к “Итератор как основа функционального стиля Python”.
С таким преимуществом следует понимать концепцию, что ваша программа сохранится до конца. Такой подход обеспечивает функциональный язык с помощью чистых функций. Эта особенность функционального программирования — плюс и минус одновременно.
Например, у нас есть функция, которая возвращает размер скидки при покупке в онлайн-магазине. Мы добавляем в корзину товар стоимостью a thousand ₽, а функция должна нам вернуть размер получившейся скидки. Но если скидка зависит от дня недели, то функция сначала проверит, какой сегодня день, потом посмотрит по таблице, какая сегодня скидка. Эти команды можно собрать в подпрограммы, чтобы автоматизировать некоторые однотипные вычисления.
В функциональном программировании все функции должны быть чистыми. Кажется, будто это сложно и ограничивает разработчика, но на самом деле при грамотном подходе такое даже расширяет возможности. Ведь чистые функции можно запускать, не боясь, что они что-то изменят или нарушат. Благодаря своим особенностям функциональное программирование распространено при работе с важными данными или при решении задач, где нужны сложные вычисления. Есть фреймворки, с которыми проще работать в функциональном стиле, а есть такие, в которых сочетаются оба подхода. Если подпрограмме на вход подать какое-то значение, то результат будет зависеть не только от исходных данных, но и от других переменных.
- Кроме того, вы можете легко протестировать объектные или обязательные коды.
- В примерах используются функции, встроенные в интерпретатор или стандартную библиотеку Python.
- Если функциональный язык не поддерживает отложенные вычисления, то он называется строгим.
- При этом следует избегать глобальных переменных, потому что изменяемые глобальные переменные усложняют понимание программы и ведут к появлению у функций побочных эффектов.
