За счет отсутствия жесткой последовательности функциональное программирование отлично подходит для параллельных вычислений — одновременного выполнения нескольких действий. С императивным подходом их сложнее организовать, кроме того, нужно учитывать побочные эффекты. А функциональное программирование гарантирует, что вызов одной функции не повлияет на вызов другой — поэтому снижается риск ошибок и конфликтов при параллельных вычислениях. В опросе разработчиков 2021 года, проведенном Stack Overflow, функциональные языки были признаны одними из самых востребованных.
К сожалению, этот метод изменяет начальный массив, в связи с чем не считается чистым. На строке 4 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. Чистые функции не производят побочных эффектов и не зависят от глобальных переменных или состояний. 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.
Чтобы исправить положение, объединённая группа ведущих исследователей в области функционального программирования решила воссоздать достоинства различных языков в новом универсальном функциональном языке. Первая реализация этого языка, названного Haskell в честь Хаскелла Карри, была создана в начале 90-х годов. Некоторые концепции и парадигмы специфичны для функционального программирования и в основном чужды императивному программированию (включая объектно-ориентированное программирование). Лямбда-исчисление стало теоретической базой для описания и вычисления функций.
ООП смешивает данные и поведение, функциональный подход — разделяет. Различаются особенности работы с информацией, структура программ и многое другое. Функциональное программирование (ФП) представляет собой процесс создания ПО путем компоновки чистых функций. В современном мире работодатели ищут программистов, способных применять к решению задач различные парадигмы программирования.
В императивном подходе (а ООП может быть им, и обычно им и является), программист расписывает, как именно нужно исполнять его программу. На основании вышесказанного, можно сделать вывод, что основы функционального программирования должен знать каждый, кто занимается разработками программных продуктов. Это позволит работать над приложениями следующих поколений, способными в будущем обслуживать огромное количество пользователей. Сравнивая процедурное и функциональное программирование, можно отметить совпадения только в наличии команд, которые выполняет язык. Благодаря мемоизации, если в дальнейшем функция вызывается с этими же аргументами, её результат может быть взят прямо из таблицы значений не вычисляясь (иногда это называется принципом прозрачности ссылок). Мемоизация, ценой небольшого расхода памяти, позволяет существенно увеличить производительность и уменьшить порядок роста некоторых рекурсивных алгоритмов.
Принципы Функционального Программирования
В качестве примера строгих языков можно привести Scheme, Standard ML и Caml. Языки, использующие отложенные вычисления, называются нестрогими. Haskell — нестрогий язык, так же как, например, Gofer и Miranda. В некоторых языках, например в Аде, строгая типизация вынуждает программиста явно описывать тип всех значений и функций. Для избежания этого, в строго типизированные функциональные языки встроен механизм, позволяющий компилятору определять типы констант, выражений и функций из контекста, — механизм автоматического вывода типов.
- Невозможно различить ссылочные типы, допускающие значение NULL, и ссылочные типы, не допускающие значения NULL.
- Функции всегда возвращают одно и то же значение, если на вход поступают одни и те же данные.
- Например, в ООП нужно задать объекты и правила их взаимодействия между собой, но также можно и написать просто код, который не привязан к объектам.
- В результате вышло так, что практически каждая группа, занимающаяся функциональным программированием, использовала собственный язык.
Как вы уже видели в примере со студентом, мы разбили функции на более мелкие. В каждой функциональной программе, которую вы пишете, вы разбиваете функции на настолько маленькие, насколько это возможно. Это похоже на разбиение сложной математической задачи на скобки. Сегодня мы пробежались https://deveducation.com/ по наиболее общим принципам функционального программирования и узнали, как они проявляются в Python, JavaScript и Java. Лямбда выражения можно использовать вместо функций, так как они рассматриваются как стандартные объекты класса, которые можно передавать или возвращать.
Чистые Функции
При выполнении программы функции получают параметры, вычисляют и возвращают результат, при необходимости вычисляя значения других функций. На функциональном языке программист не должен описывать порядок вычислений. Основной особенностью функционального программирования, определяющей как преимущества, так и недостатки данной парадигмы, является то, что в ней реализуется модель функциональное программирование js вычислений без состояний. То, что в императивных языках делается путём присваивания значений переменным, в функциональных достигается путём передачи выражений в параметры функций. Непосредственным следствием становится то, что чисто функциональная программа не может изменять уже имеющиеся у неё данные, а может лишь порождать новые путём копирования или расширения старых.
Сосредоточимся мы на создании ключевых компонентов, а именно чистых функций, функций первого класса и композиций функций. 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. Если же вы не можете обойтись без функций с общим состоянием, сделайте это состояние неизменяемым. В этом разделе приведено краткое описание некоторых языков функционального программирования (очень немногих). [newline]Дополнительную информацию можно почерпнуть, просмотрев ресурсы, перечисленные в следующем разделе. При создании какого-либо объекта под него автоматически выделяется память.
Но все же возникла некоторая путаница в отношении того, что на самом деле означает функциональное программирование. В результате вышло так, что практически каждая группа, занимающаяся функциональным программированием, использовала собственный язык. Это препятствовало дальнейшему распространению этих языков и порождало многие более мелкие проблемы.
Функции Высших Порядков[править Править Код]
Каждая из этих композиций выполняет обе изначальные функции, но в разном порядке. Теперь вы можете вызвать композиции для выполнения обеих исходных функций с одинаковым вводом. Если же требуется связать больше функций, можно вместо этого использовать библиотеку lodash, которая позволит упростить их композицию. Если точнее, то мы передаем в качестве аргумента ее метод compose, сопровождаемый списком функций. Функциональные альтернативы нам также нужно использовать для управления массивами. Стандартным способом добавления элемента в массив является метод push().
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. И λ-исчисление, и комбинаторная логика были разработаны для более ясного и точного описания принципов и основ математики[4].
Определение подразумевает, что функциональные программисты полностью избегают побочных эффектов и используют только чистые функции. 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.
При нестрогом подходе (нормальный порядок вычисления) значения аргументов не вычисляются до тех пор, пока их значение не понадобится при вычислении функции[18]. Лямбда-исчисление является основой для функционального программирования, многие функциональные языки можно рассматривать как «надстройку» над ним[1]. Применение принципов функционального программирования помогает снизить сложность кода. Оказывается, программирование с использованием математических функций значительно упрощает нашу работу.
При этом наблюдается рост популярности именно функциональной, так как она очень эффективна и позволяет легко масштабировать проекты. Помимо упрощения анализа программ есть ещё одно — параллелизм. Раз все функции для вычислений используют только свои параметры, мы можем вычислять независимые функции в произвольном порядке или параллельно, на результат вычислений это не повлияет.
В Java для получения функций первого класса можно использовать лямбда функции. Лямбда принимает список выражений, например методов, но не требует имени или предварительного определения. В связи с поддержкой функций первого класса JavaScript уже давно предлагает функциональные возможности. ФП на этом языке с недавних пор начало набирать популярность, так как повышает производительность при использовании в таких фреймворках, как Angular и React. Все эти задачи достаточно легко решаются средствами функционального программирования, но практически неразрешимы в императивных языках.
Поэтому важно, чтобы язык использовал чистые значения и не изменял состояния. Значения повышают читабельность, так что вы можете легко разобраться в коде. Почти каждый функциональный язык программирования обладает высоким уровнем качества. Более того, можно легко запомнить программу и использовать значения в функциях, так как функциональное программирование рассматривает все функции как значения.
Использование ultimate для name и regNo делает невозможным изменение значений после построения объекта. Java очень ограниченно поддерживает ФП по сравнению с Python или JS. Тем не менее в нем есть возможность имитировать функциональное поведение при помощи лямбда функций, потоков и анонимных классов. Первая функция в этом списке использует в качестве ввода начальный аргумент, а последующие функции наследуют свои вводные аргументы из вывода предшествующих. Вот он уже возвращает новый массив, который содержит все начальные элементы вместе с добавленным. Стандартное ключевое слово let определяет изменяемую переменную.
В результате, в ФП коде можно легко и просто находить ошибки, но его труднее прочесть. Очевидно, что для ООП программистов ООП — это лучший подход к разработке программного обеспечения. Между тем ФП приверженцы отстаивают право ФП в программировании. Используя ОПП, программисты могут управлять оперативной памятью компьютера при разработке программ. Такая возможность дает большое преимущество при разработке больших программ, т.к.
Функциональное Программирование В Java
Причём параллелизм этот может быть организован не только на уровне компилятора языка, но и на уровне архитектуры. В нескольких научных лабораториях уже разработаны и используются экспериментальные компьютеры, основанные на подобных архитектурах. Единственным эффектом от вычисления функции является возвращаемый ей результат, и единственный фактор, оказывающий влияние на результат — это значения аргументов. Хотя функциональное программирование занимает более особое место по сравнению с объектно-ориентированными языками.
Тем не менее, функциональное программирование – мощный и интересный инструмент, и изучить его вполне реально даже новичку. В объектно-ориентированном программировании (ООП) вы создаете «объекты» (отсюда и название), которые представляют собой структуры, содержащие данные и методы. Функциональное программирование пытается разделить данные и поведение, а ООП объединяет эти концепции. Побочные эффекты же возникают, если функция изменяет состояние программы, переписывает вводную переменную или в общем вносит какие-либо изменения при генерации вывода. Отсутствие же побочных эффектов снижает риски появления ошибок по вине чистых функций.
Чистые функции — функции, которые зависят только от своих аргументов и не имеют побочных эффектов. С одними и теми же аргументами они всегда выдают одно возвращаемое значение. Можно называть их математическими функциями, чтобы отличить от функций как элемента в программировании. Функциональные программисты уделяют особое внимание использованию чистых функций, потому что они более просты для понимания и управления.
Tell us about your thoughtsWrite message