Što je funkcionalno programiranje? Vodič s primjerom

Što je funkcionalno programiranje?

Funkcionalno programiranje (također nazvano FP) način je razmišljanja o konstrukciji softvera stvaranjem čistih funkcija. Izbjegava koncepte zajedničkog stanja, promjenjivih podataka promatranih u objektno orijentiranom programiranju.

Funkcionalni jezici oslanjaju se na izraze i deklaracije, a ne na izvršavanje izjava. Stoga, za razliku od drugih procedura koje ovise o lokalnom ili globalnom stanju, izlaz vrijednosti u FP-u ovisi samo o argumentima proslijeđenim funkciji.

Karakteristike funkcionalnog programiranja

Metoda funkcionalnog programiranja usmjerena je na rezultate, a ne na proces
Naglasak je na onome što treba izračunati
Podaci su nepromjenjivi
Funkcionalno programiranje Rastavite problem na 'funkcije'
Izgrađen je na konceptu matematičkih funkcija koje koriste uvjetne izraze i rekurziju za izvođenje izračuna
Ne podržava iteraciju poput naredbi petlje i uvjetnih naredbi poput If-Else

Povijest funkcionalnog programiranja

Temelj funkcionalnog programiranja je Lambda račun. Razvijen je 1930-ih za funkcionalnu primjenu, definiciju i rekurziju
LISP je bio prvi funkcionalni programski jezik. McCarthy ga je dizajnirao 1960
U kasnim 70-ima istraživači sa Sveučilišta u Edinburghu definirali su ML (meta jezik)
Početkom 80-ih Hope jezik dodaje algebarske tipove podataka za rekurziju i jednačinsko zaključivanje
Godine 2004. Inovacija funkcionalnog jezika 'Scala.'

Funkcionalni programski jezici

Cilj svakog FP jezika je oponašanje matematičkih funkcija. Međutim, osnovni proces računanja je drugačiji u funkcionalnom programiranju.

Ovdje su neki od najistaknutijih funkcionalnih programskih jezika:

Haskell
SML
Clojure
Skala
erlang
bjelica
F#
ML/OCaml Lisp / Shema
XSLT
SQL
Mathematica

Osnovna terminologija funkcionalnog programiranja i Concepts

Nepromjenjivi podaci

Nepromjenjivi podaci znači da biste trebali lako stvoriti podatkovne strukture umjesto da mijenjate one koje već postoje.

Referentna transparentnost

Funkcionalni programi trebaju izvoditi operacije kao da je prvi put. Dakle, znat ćete što se moglo ili ne mora dogoditi tijekom izvođenja programa i njegove nuspojave. U terminu FP to se naziva referentna transparentnost.

modularnost

Modularni dizajn povećava produktivnost. Mali moduli mogu se brzo kodirati i imaju veću mogućnost ponovne upotrebe što sigurno dovodi do bržeg razvoja programa. Osim toga, moduli se mogu testirati zasebno što vam pomaže smanjiti vrijeme utrošeno na testiranje jedinice i otklanjanje pogrešaka.

sposobnost snabdijevanja

Održivost je jednostavan izraz koji znači da je FP programiranje lakše održavati jer se ne morate brinuti da ćete slučajno promijeniti bilo što izvan zadane funkcije.

Prvorazredna funkcija

'Prvorazredna funkcija' je definicija koja se pripisuje entitetima programskog jezika koji nemaju ograničenja u korištenju. Stoga se prvorazredne funkcije mogu pojaviti bilo gdje u programu.

Zatvaranje

Zatvaranje je unutarnja funkcija koja može pristupiti varijablama nadređene funkcije, čak i nakon što se nadređena funkcija izvrši.

Funkcije višeg reda

Funkcije višeg reda ili uzimaju druge funkcije kao argumente ili ih vraćaju kao rezultate.

Funkcije višeg reda dopuštaju djelomične primjene ili currying. Ova tehnika primjenjuje funkciju na njene argumente jedan po jedan, jer svaka aplikacija vraća novu funkciju koja prihvaća sljedeći argument.

Čista funkcija

'Čista funkcija' je funkcija čiji su ulazi deklarirani kao ulazi i nijedan od njih ne bi trebao biti skriven. Izlazi se također deklariraju kao izlazi.

Čiste funkcije djeluju na svoje parametre. Nije učinkovito ako ništa ne vraća. Štoviše, nudi isti izlaz za dane parametre

Primjer:

Function Pure(a,b)
{
	return a+b;
}

Nečiste funkcije

Nečisto funkcionira upravo suprotno od čistog. Imaju skrivene ulaze ili izlaze; naziva se nečistim. Nečiste funkcije ne mogu se koristiti ili testirati izolirano jer imaju ovisnosti.

Primjer

int z;
function notPure(){
	z = z+10;
}

Funkcija Sastav

Kompozicija funkcije je kombinacija 2 ili više funkcija da bi se napravila nova.

Zajednička stanja

Zajednička stanja važan su koncept u OOP programiranju. U osnovi, to je dodavanje svojstava objektima. Na primjer, ako je tvrdi disk objekt, kapacitet pohrane i veličina diska mogu se dodati kao svojstva.

Nuspojave

Nuspojave su sve promjene stanja koje se događaju izvan pozvane funkcije. Najveći cilj bilo kojeg FP programskog jezika je minimizirati nuspojave, odvajajući ih od ostatka softverskog koda. U FP programiranju od ključne je važnosti ukloniti nuspojave iz ostatka vaše programske logike.

Prednosti funkcionalnog programiranja

Omogućuje izbjegavanje zbunjujućih problema i pogrešaka u kodu
Lakše je testirati i izvršiti testiranje jedinica i otklanjanje pogrešaka FP koda.
Paralelna obrada i istovremenost
Primjena vrućeg koda i tolerancija grešaka
Nudi bolju modularnost s kraćim kodom
Povećana produktivnost programera
Podržava ugniježđene funkcije
Funkcionalne konstrukcije poput Lazy Map & Lists itd.
Omogućuje učinkovitu upotrebu lambda računa

Ograničenja funkcionalnog programiranja

Paradigma funkcionalnog programiranja nije laka, pa ju je teško razumjeti početniku
Teško za održavanje jer se mnogi objekti razvijaju tijekom kodiranja
Potrebno je puno ismijavanja i opsežno podešavanje okoline
Ponovna uporaba je vrlo komplicirana i zahtijeva stalno refaktoriranje
Objekti možda ne predstavljaju problem ispravno

Funkcionalno programiranje nasuprot objektno orijentiranom programiranju

Funkcionalno programiranje	OOP
FP koristi nepromjenjive podatke.	OOP koristi promjenjive podatke.
Slijedi model temeljen na deklarativnom programiranju.	Slijedi model imperativnog programiranja.
Fokusira se na: “Ono što radite. u programu.”	Ono što se fokusira je na "Kako radite svoje programiranje."
Podržava paralelno programiranje.	Nema podrške za paralelno programiranje.
Njegove funkcije nemaju nuspojava.	Metoda može izazvati mnoge nuspojave.
Kontrola protoka izvodi se pomoću poziva funkcija i poziva funkcija s rekurzijom.	Proces kontrole protoka provodi se pomoću petlji i uvjetnih naredbi.
Redoslijed izvršavanja naredbi nije jako bitan.	Važan je redoslijed izvršavanja naredbi.
Podržava i "Apstrakciju nad podacima" i "Apstrakciju nad ponašanjem".	Podržava samo “Apstrakciju preko podataka”.

Zaključak

Funkcionalno programiranje ili FP je način razmišljanja o konstrukciji softvera koji se temelji na nekim temeljnim definirajućim principima
Koncepti funkcionalnog programiranja usmjereni su na rezultate, a ne na proces
Cilj svakog FP jezika je oponašanje matematičkih funkcija
Neki od najpoznatijih funkcionalnih programskih jezika: 1) Haskell 2) SM 3) Clojure 4) Scala 5) Erlang 6) Clean
'Čista funkcija' je funkcija čiji su ulazi deklarirani kao ulazi i nijedan od njih ne bi trebao biti skriven. Izlazi se također deklariraju kao izlazi.
Nepromjenjivi podaci znače da biste trebali lako stvoriti strukture podataka umjesto da mijenjate one koje već postoje
Omogućuje izbjegavanje zbunjujućih problema i pogrešaka u kodu
Funkcionalni kod nije jednostavan, pa ga je teško razumjeti početniku
FP koristi nepromjenjive podatke dok OOP koristi promjenjive podatke

Možda ti se svidi: