Иногда сюда же относят Scala и Nemerle, хотя эти языки принципы функционального программирования дают возможность программировать и в функциональном, и в императивном стилях. Они старые и сейчас применяются не так часто, как большинство современных. Последовательность выполнения подпрограмм определяет сам код и компилятор, а не программист. Каждая команда — это какое-то правило, поэтому нет разницы, когда мы запишем это правило, в начале или в конце кода. Главное, чтобы у нас это правило было, а компилятор сам разберётся, в какой момент его применять.
Функциональное Программирование или ООП: Что лучше?
Функции в ФП рассматриваются как типы данных и могут использоваться как любое другое значение. Например, мы заполняем функциями массивы, передаем их в качестве параметров или сохраняем их в переменных. Существует некий предел сложности, с которой мы можем справиться за раз. Если кодовая база проекта превышает этот предел, становится действительно трудно, а в какой-то момент даже невозможно что-либо изменить в программном обеспечении без каких-либо неожиданных побочных эффектов.
Побочные эффекты (Side effects)
Следует избегать мутирующих интерфейсов и стремиться использовать замороженные dataclasses, сторонние библиотеки наподобие toolz и включения, при этом оставаясь идиоматичным. В императивном подходе нужно детально расписать каждый шаг и в правильной последовательности. В функциональном просто – вычисли все это, вот тебе функция. И рантайм сам сообразит, как именно это вычислить, возможно переставив некоторые расчеты местами.
Доказательные вычисления и оптимизация (Machine Assisted Proofs and Optimizations)
Более поздние версии Lisp, такие как Scheme, а также различные варианты APL поддерживали все свойства и концепции функционального языка[3]. Этот способ подходит для проекта, построенном по нестрогой функциональной парадигме. Там мы можем использовать нечистые функции сами и общаться с помощью них с внешним миром. Самое главное — соблюдать ограничение, что только нечистые функции могут вызывать чистые, и никогда не наоборот. Чтобы композиция функций была проще и не вызывала проблем, эти функции должны быть чистыми (pure). Чистая функция — это функция, которая не вызывает побочных эффектов (side effects), то есть никак не влияет на состояние внешнего мира.
Что такое функциональное программирование?
- ФП научилось бороться с этим явлением, используя монады, о которых позже.
- Функциональное программирование запрещает менять состояние, а значит не случится ситуации, когда две функции пытаются записать разные значения в одну переменную.
- В функциональном программировании любое значение считается неизменяемым и чтобы его поменять, нужно создать «копию с изменениями».
- Это основы, которые нужно знать, чтобы представлять, как в принципе работает парадигма.
Следовательно, первоклассные функции могут появляться в любом месте программы. Разработчик здесь не задаёт жёсткую последовательность требуемых команд, а даёт описание принципа их взаимодействия с подпрограммами. При использовании достигается чистота кода, а разобраться в нём гораздо проще. Это позволяет задействовать меньшее количество ресурсов в разработке. Такой же принцип, помимо языков функционального программирования, действует в Javascript, PHP и в ряде других систем.
Оператор lambda, функции map, filter, reduce и другие
Функциональное программирование — достаточно актуальная тема. В опросе разработчиков 2021 года, проведенном Stack Overflow, функциональные языки были признаны одними из самых востребованных. Но все же возникла некоторая путаница в отношении того, что на самом деле означает функциональное программирование. Ещё одним преимуществом функциональных программ является то, что они предоставляют широчайшие возможности для автоматического распараллеливания вычислений. Некоторые концепции и парадигмы специфичны для функционального программирования и в основном чужды императивному программированию (включая объектно-ориентированное программирование). Функциональное программирование предполагает обходиться вычислением результатов функций от исходных данных и результатов других функций, и не предполагает явного хранения состояния программы.
В чём смысл равного ограничения времени для разных ЯП в спортивном//олимпиадном программировании?
Вместо них мы берем метод filter(), который создает новый массив со всеми элементами, прошедшими проверку условия. Эту проблему можно решить, введя тип Maybe и соглашение внутри команды о том, что всякий раз, когда вы определяете переменную, допускающую значение NULL, вы используете для этого тип Maybe. В целом, код со структурами данных, которые меняются со временем, сложнее отлаживать и более подвержен ошибкам. Это создает еще больше проблем в многопоточных приложениях, где у вас могут возникнуть всевозможные неприятные условия гонки.
В данной парадигме предусматривается применение функций первого класса и высшего порядка
К наиболее распространенным областям, применяющим ФП, относятся проектирование ИИ, алгоритмы классификации в МО, финансовые программы, а также продвинутые модели математических функций. В некоторых случаях это именно то, что вам нужно, но иногда вы хотите просто вернуть MyClass без возможности его преобразования в null. Невозможно различить ссылочные типы, допускающие значение NULL, и ссылочные типы, не допускающие значения NULL. Это означает, что методы со ссылочными типами в своей сигнатуре по своей сути нечестны.
Мы как бы выполняем функцию «не до конца», а только ту часть, которая нам уже известна благодаря переданным аргументам. Но мы видим, что схема выполнения обеих функций одинаковая. Просто в одном случае мы принимаем 2 аргумента, а в другом — 1, потому что второй аргумент «уже есть». Функции высшего порядка часто используются как основа для паттернов проектирования, например, для декорирования. Таким образом мы абстрагируемся от деталей проверки каждого элемента. Вместо того, чтобы писать несколько почти одинаковых функций для фильтрации массивов мы написали один фильтр и несколько условий.
Практически каждый программист первым делом изучал объектно-ориентированную методологию разработок. Обычно вхождение в эту специальность предполагает знакомство с языками Java или C++, а в лучшем случае Ruby, Python или C#. Такой разработчик уже точно будет иметь представление о классах, объектах и т.д.
Python имеет богатый и мощный арсенал инструментов, которые облегчают их обработку в функциональном стиле. Благодаря все тем же чистым функциям этот стиль программирования удобнее отлаживать и тестировать. Особенно это заметно при модульном тестировании — таком, где каждый компонент проверяется по отдельности.
Поэтому основная проблема императивного подхода – большая чувствительность к начальному состоянию и прочим глобальным переменным в процессе исполнения. Что приходится компенсировать бесконечными if-ами, assert-ами, и обмазывать толстым слоем контрактов и тестов. Для каждой предыдущей функции из массива вызовите её на результате выполнения следующей. Так как состояние программы неизменяемо, при его «изменении» приходится создавать его полную копию. Это требует грамотной и своевременной работы с памятью — выделения, мониторинга и очищения неиспользуемых участков.
Поэтому часто функциональное программирование комбинируют с императивным — для большей гибкости и производительности кода в целом. Лямбда-исчисление стало теоретической базой для описания и вычисления функций. Являясь математической абстракцией, а не языком программирования, оно составило базис почти всех языков функционального программирования на сегодняшний день. Сходное теоретическое понятие, комбинаторная логика, является более абстрактным, нежели λ-исчисления и было создано раньше. Эта логика используется в некоторых эзотерических языках, например в Unlambda.
Такие широко распространённые декларативные языки как SQL и Lex/Yacc содержат некоторые элементы функционального программирования, например, не используют переменных. Эта особенность функционального программирования — плюс и минус одновременно. 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.
Можно сказать, что парадигмы функционального программирования не ориентированы на использование для решений, которые на протяжении многих лет базировались на императивных принципах. Понятие функционального программирования связано с парадигмами, при которых приложения разрабатываются путем последовательного использования функций. Если что-то пойдет не так в вашем программном обеспечении, использующем ООП, вам придется подумать о том, что другие части вашей программы могли сделать ранее, что могло повлиять на состояние вашей программы.
Это позволяет не тратить вычислительные ресурсы на выполнение функции в рантайме, а сделать это заранее, что ускорит работу программы. Основы функционального программирования — это лямбда-исчисление и теория категорий. Лямбда-исчисление отвечает за описание и вычисление функций, а теория категорий — за отношения между объектами. Ещё одна мощная концепция из функционального программирования — это паттерн-матчинг. В нём проверяемое значение сопоставляется с какими-либо заранее подготовленными. В зависимости от того, с каким значением совпадает проверяемое, выполняются определённые действия.
Функциональное программирование пытается разделить данные и поведение, а ООП объединяет эти концепции. Одним из ведущих функциональных языков, переживающим этап возрождения, является Scala. Когда вы работаете только с иммутабельными данными, вы заставляете себя обнаруживать скрытые побочные эффекты, указывая их в сигнатуре метода и тем самым делая его честным. Это делает код более читабельным, потому что вам не нужно останавливаться на деталях реализации методов, чтобы понять ход выполнения программы. С иммутабельными классами вы можете просто взглянуть на сигнатуру метода и сразу же получить хорошее представление о том, что происходит, без особых усилий.
IT курсы онлайн от лучших специалистов в своей отросли https://deveducation.com/ here.