Основы Функционального Программирования Вводная Лекция Викиучебник

Некоторые языки программирования строго функциональны; весь код эквивалентен чистым математическим функциям. Эти языки заходят настолько далеко, что являются вневременными, причем порядок операторов в программном коде не вмешивается в поведение кода. В этих языках все присвоенные переменным значения являются немутируемыми. Поскольку состояние программы отсутствует, то и нет момента времени, когда переменная может измениться. Вычисления в строгой функциональной парадигме просто сводятся к вычислению функций и сопоставлению с шаблонами.

В чем смысл функционального программирования

Эффективное функциональное программирование на Python вполне возможно. Прежде чем продолжить, сначала следует познакомиться с еще одним ключевым словом языка Python. Программистам чаще приходится работать с последовательностями значений, такими функциональное программирование js как списки и кортежи, или же контейнерами, такими как словари и множества. Как правило, в файлах хранятся большие объемы текстовых или числовых данных, которые затем загружаются в программу в соответствующие структуры данных и обрабатываются.

Основы Функционального Программирования На Python

На строке four мы определяем функцию compose2, получающую две функции в качестве аргументов f и g.На строке 5 мы возвращаем новую функцию, представляющую композицию из f и g. Давайте посмотрим, как добиться чистых неизменяемых функций и функций первого класса в Python, после чего познакомимся с синтаксисом для их композиции. Эти функции могут принимать другие функции в качестве параметров или возвращать функции в качестве вывода.

В императивных языках функция в процессе своего выполнения может читать и изменять значения глобальных переменных и осуществлять операции ввода-вывода. Поэтому, если вызвать одну и ту же функцию дважды с одним и тем же аргументом, может случиться так, что в качестве результата вычислятся два различных значения. Изменение функцией состояния программы иначе, чем через возвращение значения, называется побочным эффектом. Программы на функциональных языках обычно короче и проще, чем те же самые программы на императивных языках. Сравним программы на Си и на абстрактном функциональном языке на примере сортировки списка быстрым методом Хоара (пример, уже ста́вший классическим при описании преимуществ функциональных языков). Одной из ключевых особенностей функционального программирования в Java является поддержка функций высшего порядка.

В строке 6 объект map вычисляется во время преобразования в список. Некоторые компиляторы, такие как gcc, в целях оптимизации предоставляют программисту ключевые слова для обозначения чистых функций[12]. Как правило, интерес к функциональным языкам программирования, особенно чисто функциональным, был скорее научный, нежели коммерческий. Такие широко распространённые декларативные языки как SQL и Lex/Yacc содержат некоторые элементы функционального программирования, например, не используют переменных. В функциональной программе ввод данных проходит через цепочки функций.

Другие определяют ФП строже и наряду с немутируемостью говорят о применении только чистых функций. Но в любом случае программирование в функциональном стиле не тождественно функциональному программированию. Применение первоклассных функций, лямбд, итераторов, включений, каррирования и сопоставления с шаблонами вовсе не означает немутируемость и чистые функции. Хотя функциональное программирование занимает более особое место по сравнению с объектно-ориентированными языками.

Функциональные альтернативы нам также нужно использовать для управления массивами. Стандартным способом добавления элемента в массив является метод push(). К сожалению, этот метод изменяет начальный массив, в связи с чем не считается чистым. Если вместо него для объявления использовать const, это гарантирует нам неизменность переменной, так как переназначить ее уже не получится.

Цель – строгое доказательство того, что программа предоставляет правильный результат для всех возможных входных данных. Это отличается от тестирования программы на множестве входных данных и вывода о том, что её результат обычно правильный, или чтения исходного кода программы и заключения о том, что код выглядит правильно. Функциональное программирование в Java может быть полезно для написания параллельного и многопоточного кода.

Она проводит четкую грань между чистыми и нечистыми функциями для повышения прозрачности функциональных языков программирования, которую вы получите с помощью своих программ. Более того, Вы можете работать с чистыми функциями, используя только пользовательские входы. С другой стороны, Вы найдете множество входов и выходов с объектно-ориентированными программами. Функциональное программирование не включает в себя никаких промежуточных элементов, и алгоритм будет работать только с Вашей информацией.

Программистам часто приходится обрабатывать последовательности, состоящие из десятков тысяч и даже миллионов элементов. Хранить их в оперативной памяти, когда в определенный момент нужен всего один элемент, не имеет никакого смысла. Ленивые вычисления позволяют генерировать ленивые последовательности, которые при обращении к ним предоставляют следующий элемент последовательности. Чтобы показать ленивую последовательность, в данном случае результат работы примера, необходимо эту последовательность «вычислить».

  • Такой подход обеспечивает функциональный язык с помощью чистых функций.
  • Вместо циклов функциональные программы используют для всех задач по перебору рекурсию.
  • Функции высшего порядка и отложенная списковая структура реализованы в библиотеках C++.
  • Любая функция работает только с локальными данными и работает с ними всегда одинаково, независимо от того, где, как и при каких обстоятельствах она вызывается.
  • Функциональное программирование — одна из двух наиболее известных парадигм программирования, другой — объектно-ориентированное программирование.

Получается, что в разные дни функция получает на вход 1000 ₽, но возвращает разные значения — так работает императивное программирование, когда всё зависит от других переменных. Это тоже команды, но исполнять их администратор будет не в этой последовательности, а в любой на своё усмотрение. Можно сказать, что задача этого человека — исполнять функции администратора, и мы описали правила, по которым эти функции исполнять.

И в последствии, новые программы будут собираться из существующих функций, при этом, дополнительно нужно будет написать несколько функций, специально предназначенных для текущей задачи. Парадигма программирования — это стиль/способ программирования, не относящийся к конкретному языку. В этом случае функция всегда будет возвращать предсказуемый результат. Если функция не будет работать предсказуемо – это приведет к нежелательным побочным эффектам. Идея неизменности в функциональном программировании заключается в том, что переменные не могут быть изменены после объявления.

Минус в том, что для некоторых важных задач порядок действий важен по определению. Если данные будут вводиться или выводиться хаотично, в непредсказуемом порядке, это ухудшит работу программы. Поэтому часто функциональное программирование комбинируют с императивным — для большей гибкости и производительности кода в целом. Привлекательная сторона вычислений без состояний — повышение надёжности кода за счёт чёткой структуризации и отсутствия необходимости отслеживания побочных эффектов. Любая функция работает только с локальными данными и работает с ними всегда одинаково, независимо от того, где, как и при каких обстоятельствах она вызывается.

Функциональное Программирование И Объектно-ориентированное Программирование В Java

Его рост популярности означает потребность в более функциональных программистах в области, где их очень мало. Изучение функционального программирования приведёт вас к уникальному рынку вакансий, который сам по себе является полезным и приятным. Функциональное программирование (также называемое ФП) — это способ создания программного обеспечения путем создания чистых функций. Это позволяет избежать concepts общего состояния, изменяемые данные, наблюдаемые в объектно-ориентированном программировании.

В чем смысл функционального программирования

Python имеет богатый и мощный арсенал инструментов, которые облегчают их обработку в функциональном стиле. Чтобы избежать побочных эффектов, в ФП для создания циклов используются рекурсивные функции. Первое, на что нужно обратить внимание, – то, что цикл использует var i для подсчета шагов. В функциональном программировании использование такого цикла неприемлемо, так как это может привести к непредсказуемому поведению цикла.

Они делают возможности вызова функций более гибкими и позволяют легче абстрагироваться от действий. Вместо циклов функциональные программы используют для всех задач по перебору рекурсию. К наиболее распространенным областям, применяющим ФП, относятся проектирование ИИ, алгоритмы классификации в МО, финансовые программы, а также продвинутые модели математических функций. Сегодня мы изучим ключевые принципы функционального программирования, рассмотрим их реализацию в Python, JavaScript и Java, а также прикинем, в каком направлении лучше всего продолжать двигаться. Благодарю Сергиевского Георгия Максимовича, который в своё время обучил меня основам функционального программирования и помог с организацией этого курса лекций. Автоматическое построение «значительной» части программы по описанию структур данных, которые обрабатываются создаваемой программой.

Это создает еще больше проблем в многопоточных приложениях, где у вас могут возникнуть всевозможные неприятные условия гонки.

В итоге функциональное программирование в языке Java представляет собой мощный инструмент для разработки программ. Оно позволяет создавать более компактный и выразительный код, делает программы более гибкими и безопасными. Использование функционального программирования в Java может значительно улучшить процесс разработки и качество программного обеспечения. Функциональное программирование (FP) — это парадигма программирования, которая сосредоточена на создании программ с использованием функций. Это отличается от императивного программирования, которое сосредоточено на изменении состояния программы через последовательность команд. Функциональное программирование представляет собой методику написания программного обеспечения, в центре внимания которой находятся функции.

В чем смысл функционального программирования

Использование функциональных интерфейсов и лямбда-выражений позволяет создавать анонимные функции, которые можно передавать в другие методы. Это может быть полезно при работе с потоками, когда нужно выполнять определенные действия асинхронно или параллельно. Функциональное программирование сконцентрировано вокруг немутируемости и чистых функций. Чистота позволяет производить код, который более пригоден для тестирования, функциональных композиций и управления в конкурентной обстановке.

В примерах используются функции, встроенные в интерпретатор или стандартную библиотеку Python. Функциональный стиль программирования так же предполагает использования функций, написанных пользователем. Одним из самых больших преимуществ использования функционального программирования является уменьшение ошибок в коде и улучшение многократного использования. Как вариант, использовать декларативные включения в список, включения в словарь и включения в множество в качестве замены функций map и filter, хотя эта рекомендация является факультативной.

Для компоновки функций в Python мы используем вызов lambda perform. Самая сложная часть перехода к использованию такого подхода в сокращении числа используемых классов. В Python классы имеют изменяемые атрибуты, https://deveducation.com/ что усложняет создание чистых неизменяемых функций. В Python реализована частичная поддержка ФП, и некоторые используемые в нем решения математических программ легче реализуются с помощью именно функционального подхода.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *