Programação funcional em Ruby - Rubyconf Brasil 2018

Pergunta: Quantos problemas você já teve de lidar por conta de abstrações complexas e pouco coesas? Ruby é uma linguagem multiparadigma, ou seja, permite o desenvolvimento de aplicações em uma abordagem orientada a objetos e/ou funcional. Nessa talk iremos entender como reduzir a complexidade e potencializar resultados ao fazer uso dos recursos funcionais que o Ruby suporta. Tópicos que serão abordados: Introdução aos princípios funcionais, Functional first development e como refatorar aplicações Ruby na prática do Procedural/OOP ao FP.

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1. programação funcional
   em Ruby
   

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2. Alta coesão + Baixo acoplamento =
   Princípios funcionais
   

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3. SOLID = Princípios funcionais
   

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4. @serradura
   rodrigo.serradura@gmail.com
   

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5. Objetivos
   

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6. A simplicidade do
   paradigma
   funcional.
   

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7. A simplicidade do
   paradigma
   funcional.
   O poder do
   Functional First
   Development.
   

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8. A simplicidade do
   paradigma
   funcional.
   O poder do
   Functional First
   Development.
   SOLID
   

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9. λ Paradigma funcional
   

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10. View Slide

11. O que é uma função?
    

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12. O que é uma função?
    É o mapeamento de uma entrada para uma saída.
    

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13. O que é uma função?
    É o mapeamento de uma entrada para uma saída.
    

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14. O que é uma função?
    É o mapeamento de uma entrada para uma saída.
    Exemplo:
    f(x) = x + 1
    

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15. O que é uma função?
    É o mapeamento de uma entrada para uma saída.
    Exemplo:
    f(x) = x + 1
    f(2) == 3
    f(3) == 4
    

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16. O que é uma função?
    É o mapeamento de uma entrada para uma saída.
    Exemplo:
    f(x) = x + 1
    f(2) == 3
    f(3) == 4
    O output é determinado pelo input!
    

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17. View Slide

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20. O output é determinado pelo input!
    

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21. O output é determinado pelo input!
    

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22. O output é determinado pelo input!
    Discover Define Develop Deliver
    

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23. O output é determinado pelo input!
    Discover Define Develop Deliver
    

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24. O output é determinado pelo input!
    Discover Define Develop Deliver
    Double Diamond = Design process
    

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25. "Most of the biggest problems in
    software are problems of
    misconception.
    — Rich Hickey
    (Criador da linguagem Closure)
    

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26. Programação funcional:
    Dois fatos históricos
    

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27. 1. Lambda calculus
    λ-calculus
    

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28. Lambda Calculus
    ● Criada em 1930 (88 anos atrás).
    ● Representa computações matemáticas através de funções
    anônimas.
    ● Exemplos de funções:
    quadrado = (x) ↦ x * x
    soma_dos_quadrados = (x, y) ↦ x² + y²
    

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29. 2. Linguagem
    de programação Lisp
    

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30. Lisp
    ● Criada em 1958 (60 anos atrás).
    ● Segunda linguagem de programação mais antiga. (Fortran -
    imperativa - é por apenas um ano, há mais antiga.
    ● Sintaxe influenciada pelo λ-calculus.
    ● Exemplos de
    funções:
    

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31. Lisp
    ● Criada em 1958 (60 anos atrás).
    ● Segunda linguagem de programação mais antiga. (Fortran -
    imperativa - é por apenas um ano, há mais antiga.
    ● Sintaxe influenciada pelo λ-calculus.
    ● Exemplos de
    funções:
    

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32. Lisp - Executando uma função anônima (λ)
    

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33. Lisp - Executando uma função anônima (λ)
    

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34. Lisp - Executando uma função anônima (λ)
    

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35. Lisp - Executando uma função anônima (λ)
    

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36. Resultado
    Lisp - Executando uma função anônima (λ)
    

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37. Lisp - Executando uma função anônima (λ)
    

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38. Semelhanças entre
    λ-calculus e LISP
    

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40. Resumo até aqui...
    1. Programação funcional tem origem na matemática.
    2. λ-calculus: Representa computações matemáticas através de
    funções anônimas.
    3. LISP (a primeira linguagem funcional) tem influência do λ-calculus.
    

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41. Bacana, mas o que isso tudo tem
    haver com Ruby?
    

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42. https://www.ruby-lang.org/en/about
    

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45. Semelhanças entre
    λ-calculus, LISP e Ruby
    

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47. Semelhanças entre
    λ-calculus, LISP, Ruby e Javascript
    (Rápida curiosidade)
    

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49. Para quem curtiu a introdução...
    

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52. Alerta de Spoiler
    

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53. Desse ponto em diante, todos os
    conceitos poderão ser aplicados
    em qualquer linguagem que
    suporte princípios funcionais.
    Ex: Javascript, Python, Java (8+), Kotlin, Swift...
    

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54. Desse ponto em diante, todos os
    conceitos poderão ser aplicados
    em qualquer linguagem que
    suporte princípios funcionais.
    Ex: Javascript, Python, Java (8+), Kotlin, Swift...
    

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55. Ruby é funcional?
    λ + = ?%
    

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56. https://en.wikipedia.org/wiki/Functional_programming
    

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57. https://en.wikipedia.org/wiki/Functional_programming
    

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58. https://en.wikipedia.org/wiki/Functional_programming
    

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59. https://en.wikipedia.org/wiki/Functional_programming
    

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60. https://en.wikipedia.org/wiki/Functional_programming
    

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61. https://en.wikipedia.org/wiki/Functional_programming
    

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62. https://en.wikipedia.org/wiki/Functional_programming
    

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63. https://en.wikipedia.org/wiki/Functional_programming
    

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64. First-class functions
    Uma função é um tipo de dado
    como qualquer outro.
    

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65. First-class functions
    Função é um tipo de dado
    

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66. Higher-order functions
    Funções podem receber e retornar
    funções
    

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67. Higher-order functions (1 de 3)
    Funções podem receber e retornar funções
    

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68. Higher-order functions (2 de 3)
    Funções podem receber e retornar funções
    

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69. Higher-order functions (3 de 3)
    Funções podem receber e retornar funções
    

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70. Higher-order functions (3 de 3)
    

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71. Pure-functions
    Operações sem side-effects
    (memória ou I/O)
    

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72. Pure functions (1 de 4)
    Operações sem side-effects (memória ou I/O)
    

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73. (...
    Legenda: Abrindo um rápido parêntese
    

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74. Pure functions (1 de 4)
    Operações sem side-effects (memória ou I/O)
    Como a função tem acesso a variável counter?
    

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75. Pure functions (1 de 4)
    Operações sem side-effects (memória ou I/O)
    Como a função tem acesso a variável counter?
    Resposta: closure
    

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76. Pure functions (1 de 4)
    Operações sem side-effects (memória ou I/O)
    O que significa closure?
    

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77. Pure functions (1 de 4)
    Operações sem side-effects (memória ou I/O)
    O que significa closure?
    R: Capacidade da função em "lembrar" do escopo em que
    foi declarada.
    

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78. …)
    Legenda: Fechando o parêntese
    

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79. Pure functions (2 de 4)
    Operações sem side-effects (memória ou I/O)
    

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80. Pure functions (3 de 4)
    Operações sem side-effects (memória ou I/O)
    

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81. Pure functions (4 de 4)
    Operações sem side-effects (memória ou I/O)
    

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82. Pure functions (4 de 4)
    Operações sem side-effects (memória ou I/O)
    

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83. Recursion
    

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84. Recursion
    

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85. Recursion
    

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86. Strict versus non-strict evaluation
    Lazy evaluation = computar um
    resultado apenas quando
    necessário
    

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87. Strict versus non-strict evaluation
    Lazy evaluation = computar um resultado apenas quando necessário
    

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88. Strict versus non-strict evaluation
    Lazy evaluation = computar um resultado apenas quando necessário
    

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89. Type systems
    

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90. O que é uma função?
    É o mapeamento de uma entrada para uma saída.
    Exemplo:
    f(x) = x + 1
    f(2) == 3
    f(3) == 4
    O output é determinado pelo input!
    

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91. O que é uma função?
    É o mapeamento de uma entrada para uma saída.
    Exemplo:
    f(x) = x + 1
    f(2) == 3
    f(3) == 4
    O output é determinado pelo input!
    Quanto mais garantido o input melhores
    serão as garantias (corretude) do output.
    

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92. Type Systems (1 de 2)
    

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93. Type Systems (2 de 2)
    

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94. (...
    Legenda: Abrindo um rápido parêntese
    

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95. Type Systems (2 de 2)
    Closures!
    

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96. Type Systems (2 de 2)
    Assim como um Hash, lambdas
    podem ser invocadas com
    colchetes
    

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97. …)
    Legenda: Fechando o parêntese
    

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98. Type Systems (2 de 2)
    

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99. Imutabilidade
    Referential transparency
    

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100. Referential transparency (1 de 4)
     Imutabilidade
     

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101. Operações sem side-effects (memória ou I/O)
     Imutabilidade
     Referential transparency (2 de 4)
     

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102. Operações sem side-effects (memória ou I/O)
     Referential transparency (3 de 4)
     Imutabilidade
     

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103. Operações sem side-effects (memória ou I/O)
     Imutabilidade
     Referential transparency (4 de 4)
     

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104. (...
     Legenda: Abrindo um rápido parêntese
     

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105. Operações sem side-effects (memória ou I/O)
     Imutabilidade
     Referential transparency (4 de 4)
     

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106. Operações sem side-effects (memória ou I/O)
     Imutabilidade
     Referential transparency (4 de 4)
     Em Ruby, podemos invocar
     qualquer callable com .()
     

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107. Operações sem side-effects (memória ou I/O)
     Imutabilidade
     Referential transparency (4 de 4)
     Em Ruby, podemos invocar
     qualquer callable com .()
     sum.call(1, 1)
     sum.(1, 1)
     

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108. …)
     Legenda: Fechando o parêntese
     

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109. Referential transparency
     Imutabilidade
     

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110. Ruby é funcional?
     λ + = ?%
     

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111. Photo by Maarten van den Heuvel on Unsplash
     Aplicação prática
     

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112. Rakefile
     Procedural |> Funcional
     bit.ly/2EfljJM
     

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120. View Slide

121. View Slide

122. View Slide

123. View Slide

124. (...
     Legenda: Abrindo um rápido parêntese
     

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125. View Slide

126. View Slide

127. View Slide

128. …)
     Legenda: Fechando o parêntese
     

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129. View Slide

130. View Slide

131. View Slide

132. View Slide

133. View Slide

134. Functional Objects
     

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135. Functional objects (Parte 1 de 2)
     

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136. Functional objects (Parte 1 de 2)
     

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137. Functional objects (Parte 1 de 2)
     Callable objects = Respondem .call
     

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138. Functional objects (Parte 2 de 2)
     

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139. Functional objects (Parte 1 de 2)
     Sua classe/objeto é um verbo e faz
     uma única coisa?
     Então ela se comporta como uma
     função!
     

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140. Photo by Maarten van den Heuvel on Unsplash
     Aplicação prática
     

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141. Rakefile
     Functional Objects
     bit.ly/2Qqsqq2
     

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142. View Slide

143. View Slide

144. View Slide

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148. View Slide

149. View Slide

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151. View Slide

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154. https://github.com/serradura/request_via
     

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155. View Slide

156. λ O poder do Functional
     First Development
     

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157. "So much complexity in software
     comes from trying to
     make one thing do two things."
     — Ryan Singer
     

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158. ActiveRecord model
     

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159. ActiveRecord model
     

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160. ActiveRecord model
     Mapeia os registros do banco de dados para objetos Ruby
     

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161. ActiveRecord model
     Mapeia os registros do banco de dados para objetos Ruby
     Contém as regras de validação de estado dos objetos
     

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162. ActiveRecord model
     Mapeia os registros do banco de dados para objetos Ruby
     Contém as regras de validação de estado dos objetos
     Gerencia as operações de CRUD
     

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163. ActiveRecord model
     Mapeia os registros do banco de dados para objetos Ruby
     Contém as regras de validação de estado dos objetos
     Gerencia as operações de CRUD
     Permite criar comandos para serem executados antes e depois das
     operações de CRUD. (callbacks)
     

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164. ActiveRecord model
     Mapeia os registros do banco de dados para objetos Ruby
     Contém as regras de validação de estado dos objetos
     Gerencia as operações de CRUD
     Permite criar comandos para serem executados antes e depois das
     operações de CRUD. (callbacks)
     Encapsula a construção de queries complexas.
     

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165. ActiveRecord model
     Mapeia os registros do banco de dados para objetos Ruby
     Contém as regras de validação de estado dos objetos
     Gerencia as operações de CRUD
     Permite criar comandos para serem executados antes e depois das
     operações de CRUD. (callbacks)
     Encapsula a construção de queries complexas.
     Encapsula as regras de negócio da sua aplicação.
     

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166. ActiveRecord model
     Mapeia os registros do banco de dados para objetos Ruby
     Contém as regras de validação de estado dos objetos
     Gerencia as operações de CRUD
     Permite criar comandos para serem executados antes e depois das
     operações de CRUD. (callbacks)
     Encapsula a construção de queries complexas.
     Encapsula as regras de negócio da sua aplicação.
     Desafio:
     Como obter um código expressivo,
     sequencialmente lógico e modular?
     

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167. SOLID
     

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168. Functional Objects
     

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169. Sua classe/objeto é um verbo e faz
     uma única coisa?
     Então ela se comporta como uma
     função!
     

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170. View Slide

171. Single responsibility principle
     Open/closed principle
     Liskov substitution principle
     Interface segregation principle
     Dependency inversion principle
     

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172. Single responsibility principle
     Open/closed principle
     Liskov substitution principle
     Interface segregation principle
     Dependency inversion principle
     CreateUser
     

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173. Single responsibility principle
     Open/closed principle
     Liskov substitution principle
     Interface segregation principle
     Dependency inversion principle
     CreateUser
     CreateUser.new(UserRepository)
     

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174. Single responsibility principle
     Open/closed principle
     Liskov substitution principle
     Interface segregation principle
     Dependency inversion principle
     CreateUser
     CreateUser.new(UserRepository)
     .call(input) == Design by contract
     

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175. Single responsibility principle
     Open/closed principle
     Liskov substitution principle
     Interface segregation principle
     Dependency inversion principle
     CreateUser
     CreateUser.new(UserRepository)
     .call(input) == Design by contract
     Composition over Inheritance
     

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176. Single responsibility principle
     Open/closed principle
     Liskov substitution principle
     Interface segregation principle
     Dependency inversion principle
     CreateUser
     CreateUser.new(UserRepository)
     .call(input) == Design by contract
     Composition over Inheritance
     CreateUser é uma abstração por não ter
     de implementar o Repository
     

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177. SOLID + Princípios Funcionais
     

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178. SOLID + Princípios Funcionais
     1. Uma função faz uma única coisa e muito bem.
     2. Use uma composição de funções para atender requisitos
     complexos.
     3. Atenção: A composição tem que ser sequencialmente lógica e
     expressiva.
     4. Dica: Modularize apenas o necessário.
     5.
     

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179. SOLID + Princípios Funcionais
     1. Uma função faz uma única coisa e muito bem.
     2. Use uma composição de funções para atender requisitos
     complexos.
     3. Atenção: A composição tem que ser sequencialmente lógica e
     expressiva.
     4. Dica: Modularize apenas o necessário.
     5. Troque função por objeto no texto acima e tudo irá funcionar.
     

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180. ActiveRecord model
     Mapeia os registros do banco de dados para objetos Ruby
     Contém as regras de validação de estado dos objetos
     Gerencia as operações de CRUD
     Permite criar comandos para serem executados antes e depois das
     operações de CRUD. (callbacks)
     Encapsula a construção de queries complexas.
     Encapsula as regras de negócio da sua aplicação.
     Pensando no ActiveRecord…
     Como ser SOLID já que o mesmo tem tantas
     funcionalidades / responsabilidades?
     

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181. ActiveRecord model
     Mapeia os registros do banco de dados para objetos Ruby
     Contém as regras de validação de estado dos objetos
     Gerencia as operações de CRUD
     Permite criar comandos para serem executados antes e depois das
     operações de CRUD. (callbacks)
     Encapsula a construção de queries complexas.
     Encapsula as regras de negócio da sua aplicação.
     Pensando no ActiveRecord…
     Como ser SOLID já que o mesmo tem tantas
     funcionalidades / responsabilidades?
     Resposta: Crie implementações para cada uma dessas
     responsabilidades!
     

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182. ou melhor...
     

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183. seja DRY!
     (Don’t Repeat Yourself)
     

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184. View Slide

185. View Slide

186. View Slide

187. A simplicidade do
     paradigma
     funcional.
     O poder do
     Functional First
     Development.
     Opa! Calma aí…
     E aquela parada de Functional First Development?
     

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188. Functional First Development
     

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189. First, code
     everything you can
     without using any
     side effects.
     Then, code your
     side effects.
     Functional First Development
     

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190. View Slide

191. View Slide

192. dry-transaction
     

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193. Photo by Maarten van den Heuvel on Unsplash
     Aplicação prática
     

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194. https://github.com/serradura/backend-code-challenge
     

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195. View Slide

196. View Slide

197. View Slide

198. View Slide

199. Mecanismo de entrega: HTTP
     Outros tipos: Tasks (ETL), Background jobs
     Domínio
     Operações: R(ead)
     Operações: CRUD
     

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200. V
     M
     C
     ActiveRecord, Rails... tem
     um enorme poder contido.
     

     View Slide

201. M
     V
     C
     ActiveRecord, Rails... tem
     um enorme poder contido.
     Que tal canalizar,
     modularizar e maximizar
     todo o potencial?
     

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202. M
     V
     C
     ActiveRecord, Rails... tem
     um enorme poder contido.
     Que tal canalizar,
     modularizar e maximizar
     todo o potencial?
     λ,
     .( )
     

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203. "Sometimes, the elegant
     implementation is just a function.
     Not a method. Not a class. Not a
     framework. Just a function."
     — John Carmack
     

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204. Obrigado
     @serradura
     rodrigo.serradura@gmail.com
     

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