Добро пожаловать в мир функционального программирования и надёжной работы с schema-on-read. Например, если жесткий диск является объектом, в качестве свойств можно добавить емкость хранилища и размер диска. Более того, он предлагает тот же результат для заданных параметров. Также следует использовать сторонние функциональные библиотеки (например, toolz), которые обеспечивают более оптимальную композиционность функций. Функции более высокого порядка не только получают функции на входе, но и могут порождать новые функции на выходе. Они даже в состоянии запоминать ссылку на значение в функции, которую они генерируют.
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.
Вместо этого нам нужно использовать отображение (map()) и свёртку (reduce()) или рекурсию. Дело в том, что мы не знаем, как именно устроены методы random() и now() в объектах снаружи. Они могут не только возвращать результат, но и менять состояние окружающего мира, например, меняя какую-то функциональное программирование js переменную. В функциональном программировании все функции должны быть чистыми. Кажется, будто это сложно и ограничивает разработчика, но на самом деле при грамотном подходе такое даже расширяет возможности. Ведь чистые функции можно запускать, не боясь, что они что-то изменят или нарушат.
Неизменяемые Данные
Побочными эффектами называется любое взаимодействие с внешним миром через операции ввода/вывода (логирование, запись в файл, запрос на сервер и т. д.), изменение глобальных переменных и мутация данных. Чистые функции могут вызывать другие чистые функции, но если внутри цепочки вызовов попадётся хотя бы одна функция, которая не отвечает условиям чистоты, вся цепочка перестаёт быть чистой. Рассмотрим подробно каждое из условий, которым должны отвечать чистые функции. Функции без побочных эффектов, которые зависят только от параметров и для одних и тех же аргументов всегда возвращают один и тот же результат.
- Некоторые из них, например Haskell, спроектированы именно для этой задачи, в то время как другие, например JavaScript, реализуют возможности и ООП, и ФП.
- Функциональное программирование (ФП) представляет собой процесс создания ПО путем компоновки чистых функций.
- Не нужно отслеживать побочные эффекты — согласно определению чистой функции их быть просто не должно.
- Любая функция работает только с локальными данными и работает с ними всегда одинаково, независимо от того, где, как и при каких обстоятельствах она вызывается.
- Последовательность выполнения подпрограмм регулируется программистом.
- Это основы, которые нужно знать, чтобы представлять, как в принципе работает парадигма.
Ведь если мы проверяем функцию, которая не изменяет ничего снаружи — значит, нам не нужно дополнительно думать о тестировании возможных побочных эффектов. К функциональным языкам относятся Haskell, F#, OCaml, ELM, серия языков Lisp, а также Erlang и его потомок Elixir. Иногда сюда же относят Scala и Nemerle, хотя эти языки дают возможность программировать и в функциональном, и в императивном стилях. Они старые и сейчас применяются не так часто, как большинство современных. Благодаря своим особенностям функциональное программирование распространено при работе с важными данными или при решении задач, где нужны сложные вычисления.
Это не означает, что функция должна выдавать одинаковый результат во всех случаях — только при одинаковых входных данных. Возможность работы с такими функциями есть не только в функциональном программировании. Но для него такой подход обязателен — вместе с другими особенностями. Первая — языки, жестко ориентированные на функциональное программирование. Вторая — так называемые мультипарадигменные языки, то есть такие, на которых можно писать по-разному. На основании вышесказанного, можно сделать вывод, что основы функционального программирования должен знать каждый, кто занимается разработками программных продуктов.
Функциональная Композиция
Есть фреймворки, с которыми проще работать в функциональном стиле, а есть такие, в которых сочетаются оба подхода. Чтобы функция могла считаться первоклассной, должна присутствовать возможность для ее объявления в виде переменной. Благодаря такому условию можно управлять подпрограммой так же, как и обычными типами данных, а, при этом, и исполнять ее.
В процессе ФП мы создаем код, состоящий из множества модулей, поскольку функции в нем могут повторно использоваться в разных частях программы путем вызова, передачи в качестве параметров или возвращения. Побочные эффекты же возникают, https://deveducation.com/ 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.
Остальные рассуждения оставим за скобками, так как на Хабре уже достаточно статей, где рассмотрены разные аргументы как за ФП, так и против. При желании можно обратиться к ним, чтобы решить для себя, когда вы хотите использовать ФП, а когда нет. Функциональное программирование — штука интересная, но вряд ли вы захотите переписать весь проект на функциональном языке. На практике именно отдельные подходы оказываются самыми полезными и применимыми. В контексте ФП часто можно встретить термины вроде линз и монад. Здесь они останутся за скобками, потому что уж слишком специфичны.
Неизменяемые данные означают, что вы сможете легко создавать структуры данных вместо изменения уже существующих. Прежде чем продолжить, сначала следует познакомиться с еще одним ключевым словом языка Python. Лучший способ избежать мутации данных — использовать неизменяемые структуры данных. Для иллюстрации принципа работы неизменяемых данных подойдёт пример со стаканом. Представим, что у нас есть стакан с водой, из которого мы немного выпиваем, а через некоторое время делаем ещё один глоток. Частичное применение и каррирование чувствительны к порядку данных.
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. Этот минус вытекает из тех же особенностей, что и преимущества. Это значит, что для эффективной работы в языке должен быть мощный сборщик мусора или удобные инструменты для ручной работы с памятью. За ней нужно следить, иначе есть риск серьезного снижения производительности. Все функции в функциональном программировании должны быть первого класса и высшего порядка.
Объявление через const защищает от изменений только ссылку, а сам объект остаётся открыт для мутаций. В то время как каррирование будет возвращать новые функции до тех пор, пока не наберётся достаточное число аргументов. Преобразует функцию в набор функций с единственным параметром. Преобразует функцию в одну функцию с меньшим числом параметров.
Сейчас «контейнер» — это массив, но это совсем не обязательно. Такое неизменяемое состояние называется иммутабельным (immutable). В функциональном программировании любое значение считается неизменяемым и чтобы его поменять, нужно создать «копию с изменениями». Каррирование – это трансформация функций таким образом, чтобы они принимали аргументы не как f(a, b, c), а как f(a)(b)(c). То есть это буквально то же, что мы сделали с функцией multiply(), только автоматизировано.
Функциональное Программирование В Javascript
👉 Получается, что смысл функционального программирования в том, чтобы описать не сами чёткие шаги к цели, а правила, по которым компилятор сам должен дойти до нужного результата. Команды можно собирать в подпрограммы, но их последовательность не имеет значения. Нет разницы, в каком порядке вы напишете подпрограммы — это же просто правила, а правила применяются тогда, когда нужно, а не когда про них сказали.
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.
Конвейер И Композиция
Например, потому что он используется в программе чаще другого умножения. У подобной передачи данных даже есть математическая основа и нотация, и в целом функциональное программирование очень близко к математике. Благодаря тому, что функции чистые и не изменяют окружение вокруг себя, функциональный код более надежен. Если в одной конкретной функции что-то сломается, это не повлечет за собой проблемы с другими компонентами. Не нужно отслеживать побочные эффекты — согласно определению чистой функции их быть просто не должно.
Такой синтаксис выглядит монументально (как минимум, по меркам Java). Это водораздел, после которого мы вправе говорить, что в Java полноценно поддерживаются паттерны функционального программирования, подобно тому, как это сделано в Kotlin, Rust или C#. Вот и первый пункт, который пробуждает во мне зависть (я Kotlin-разработчик). Под тем постом было оставлено множество интересных комментариев, один из которых, написанный @nickolaym, вдохновил меня на развитие мысли в данном направлении. Так появился этот пост, в котором прямо как во времена пифагорейской школы и платоновской академии философия переплелась с математикой, а математика с философией.
Да, любое взаимодействие с чем-либо «снаружи» функции считается побочным эффектом, даже получение значений. Чистые функции всегда при вводе одинаковых аргументов выдают одинаковый результат. По этому свойству легко отличить чистую функцию от нечистой.
Чистые Функции (pure Functions)
Весь порядок и характер действий повара определяет инструкция, которая составлена «программистом» процесса. Другими словами, происходит управление исполнителем, которые претворяет в жизнь наши задания. Можно решить, что термин «функциональный стиль программирования» говорит о функциях. Одной из самых больших проблем, возникающих при разработке корпоративного программного обеспечения, является сложность. 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. Как и в случае с методом Divide, нечестность можно исправить, введя отдельный класс Email и используя его вместо строки.
Есть же и такие языки, где функциональное программирование невозможно в принципе. И снова, в обоих случаях функция filter возвращает ленивый объект-последовательность, который нужно вычислить, чтобы увидеть результат. В иной ситуации в программе может иметься процесс, который потребляет по одному элементу за один раз. В этом случае в него можно подавать по одному элементу, вызывая встроенную функцию subsequent. Некоторые важные действия по определению сложно или невозможно реализовать через чистые функции.
Например, в ООП нужно задать объекты и правила их взаимодействия между собой, но также можно и написать просто код, который не привязан к объектам. Он как бы стоит в стороне и влияет на работу программы в целом — отправляет одни объекты взаимодействовать с другими, обрабатывает какие-то результаты и так далее. Повар должен следовать этим инструкциям ровно в той последовательности, в которой вы их написали. Сегодня мы пробежались по наиболее общим принципам функционального программирования и узнали, как они проявляются в Python, JavaScript и Java. 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.
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. Такой поток выполнения линейный, в нём значение переходит от одного преобразования к следующему. Заметьте, что композиция этих преобразований у нас строится на поочерёдном вызове map() на контейнере.