Основы ФП

Transcript

1. Основы функционального программирования Введение в Haskell Сергей Бушняк @sigrlami
2. История ФП 20е XX века Проблема разрешимости Алгоритмика Существует ли алгоритм, за конечное число шагов определяющий истинность или ложность утверждения?
3. История ФП Вычислимость как процесс автоматизации решения проблемы используя небольшие, переиспользуемые части
4. История ФП Алан Тьюринг 1936г Механистическое видение Декомпозиция
5. История ФП Машина Тьюринга • Состояние • Пошаговое исполнение • Таблица переходов архитектура фон Ньюмана - современные компьютеры
6. История ФП Алонзо Черч 1936г Функциональное видение От сложного к простому
7. История ФП λ - исчисление (lambda calculus) λx . x (λx.(λy.x)) (λf.(λg.(λx.(f(gx))))) -> λfgx.f(gx) Нет ничего кроме функций и их применений к другим функциям 0=λf.λx.x ; 1=λf.λx.f x ; 2=λf.λx.f(f x) ...
8. История ФП Хаскелл Брукс Карри Развитие λ - исчисления Каррирование f(x, y, z) = g(x)(y)(z)
9. История ФП Тюринг подтвердил что обе модели одинако строги в смысле что они решают один и тот же класс проблем 1936 В общем случае неразрешимы Редукционные машины. Вычислитель
10. История ФП Джон Маккарти 1959г Lisp Динамический Код есть данные REPL - Read Eval Print Loop
11. История ФП Lisp машины - Оптимизированы для ФП - Сохранение состояния - Автоматическая сборка мусора
12. Особенности ФП Функции - можно использовать так же как числа или переменные, - передавать в качестве аргумента - возвращать как результат - чистые ( детерминированы, нет побочных эффектов) Неизменяемость (immutability) - Результат вычисления не изменяет входной набор данных - Состояние это этап вычисления
13. Особенности ФП ФП оперирует фунцией и выполняет их композицию Процедурное программирование описывает набор операций
14. Особенности ФП ФП оперирует абстракциями и взаимодействиями ООП оперирует объектами и их состояниями. Функции применяются для изменения состояния объекта
15. Многообразие Динамически типизированные Статически типизированные
16. Многообразие Динамические языки имеют множество проблем, которые снижают преимущества функционального языка Поэтому мы будем работать с Haskell, наиболее развитым ФЯП на сегодня со статической типизацией
17. Haskell ➔ Чистый функциональный ➔ Статически типизированный ➔ Ленивый ➔ Емкий
18. Haskell Чистый - Функции не имеют побочных эффектов - При одних и тех же входных данных будут давать один и тот же результат - Чтение/Запись это работа с побочными эффектами, для них есть специальный механизм
19. Р Haskell Строгий - Несоответствие типов определяется на этапе компиляции - Никаких динамических приведений типов
20. H Haskell Ленивость - Отложенные вычисления - Можно задержать вычисления до того момента когда это будет действительно необходимо - Взамен расхода памяти, экономия процессорного времени
21. Haskell Емкий - Компактный код - Синтаксис разметки (отступы) можно обходиться без () {}
22. Haskell Где достать? Haskell платформа https://www.haskell.org/platform/ GHC (Glasgo Haskell Compiler) компилятор https://www.haskell.org/ghc/
23. Haskell Где брать модули/библиотеки? Hackage https://hackage.haskell.org/ Cabal https://www.haskell.org/cabal/
24. Haskell REPL GHCi идет вместе с платформой - среда для тестов - помощник при разработке
25. Haskell 1990г - начальная версия Стандарт Haskell 98 https://www.haskell.org/definition/haskell98-report.pdf Стандарт Haskell 2010 https://www.haskell.org/definition/haskell2010.pdf
26. Haskell Функции
27. Haskell Функции имя :: тип имя = определение
28. Haskell Определение функции
29. Haskell Абстракция типов Signal свой тип данных Integer стандартный тип данных shift - сдвигает сигнал на некоторое количество отсчетов
30. Haskell Стандартные типы данных Bool Integer String Float ...
31. Haskell Свои типы данных type A = B <- синоним data Bool = True | False <- новый тип данных data Int = -2147483648 | -2147483647 | ... | -1
32. Haskell Свои типы данных data Bool = True | False все что после “=” конструкторы значений data Freq = Freq Int Int - обертка, содерж 2 значения
33. Haskell Промежуточный итог - Функции более высокоуровневые => работа с прикладными понятиями - Отсутсвие побочных эффеектов - Определения = уравнение => можно говорить о свойствах и доказательсвах - Удобство рефакторинга - Легкость в организации параллельных вычислений
34. Haskell Prelude ядро платформы с набором предопределенных функциий на все случаи жизни
35. Haskell Коллекции Списки (Lists) [], [1, 2, 3, 4], [“abcd”, “abcde”] String = [Char]
36. Haskell Абстракция списков (List comprehensions) [1..10] [i, j | i <- [1..2] , j <-[1..5]] [2*x | x <-[1..], x^2>3]
37. Haskell Функции списков head, tail, init, last, … напиши свой
38. Haskell Операции над коллекциями Никаких явных циклов map (a->b)->[a]->[b] foldl (a -> b -> a) -> a -> [b] -> a foldr (a -> b -> b) -> b -> [a] -> b Рекурсии и абстракции
39. Haskell Hoogle поиск по типам https://www.haskell.org/hoogle/
40. Haskell module Ms1 ( squeeze , squeezePack) where import Data.List -- | Уберем последовательные дубликаты -- squeeze :: String -> String -- Eq a => [a] -> [a] squeeze [] = [] squeeze (x:xs) = x : (squeeze $ dropWhile (== x) xs)
41. Haskell
42. Haskell -- | Разобъем последовательные дубликаты -- на группы
43. Haskell Условные операторы в крайнем случае
44. Haskell Pattern-Matching везде, где только возможно
45. Haskell Применить дважды
46. Haskell Напишем свой мар
47. Haskell Язык общего назначения - Высоконагруженные веб-порталы (Yesod, Snap) - Компиляторы - Высокочастоный трейдинг - Распределенные вычисления - Параллельные вычисления
48. Haskell Вписывается в архитектуру любого приложения - FFI (Foreign Functions Interface) - Java-Bridge https://hackage.haskell.org/package/java-bridge
49. Haskell Потренироваться - перепишите squeezePack c помощью мар - напишите самостоятельно foldl по примеру map
50. Haskell Литература