IT Образование

Функциональное программирование используется, когда решения легко выражаются с помощью функций и не имеют ощутимой связи с физическим миром. Некоторые компиляторы, такие как gcc, в целях оптимизации предоставляют программисту ключевые слова для обозначения чистых функций[12]. Fortran 95 позволяет обозначать функции как «pure» (чистые)[13]. Некоторые концепции и парадигмы специфичны для функционального программирования и в основном чужды императивному программированию (включая объектно-ориентированное программирование).
Как и все парадигмы программирования, функциональное программирование имеет свои преимущества и недостатки. Давайте посмотрим на них, чтобы выяснить, как лучше всего использовать функциональное программирование. Функциональные языки программирования есть везде, и подавляющее большинство Интернета использует их. Фактически, сейчас я использую функциональный язык программирования, чтобы напечатать эту статью.
Функциональное программирование в машинном обучении позволяет создавать чистые и неизменяемые функции, которые могут быть легко тестированы и отлажены. Функции высшего порядка позволяют создавать композиции функций и строить сложные модели и алгоритмы из простых и независимых компонентов. Функциональные языки программирования, такие как Scala или F#, предоставляют мощные инструменты для работы с данными и создания интеллектуальных систем на основе машинного обучения. Машинное обучение является важной частью разработки интеллектуальных систем. Функциональное программирование предоставляет удобные инструменты для реализации сложных алгоритмов машинного обучения. Неизменяемые данные и функции без побочных эффектов позволяют создавать чистые и предсказуемые функции, которые могут быть легко тестированы и отлажены.
Плюс не забывайте о децентрализованных (распределенных) вычислениях — блокчейнах и других, которые, по сути своей, являются довольно сложным механизмом. И для таких вычислений функциональный код подходит больше всего за счет всех принципов функционального программирования (таких, как чистые функции, например). Использование всех базовых приемов ФП облегчает параллельное выполнение кода и его поддержку.

Благодаря своей интеграции с платформой .NET, F# позволяет использовать богатые библиотеки и инструменты, что делает его привлекательным выбором для разработчиков. Кроме того, F# активно поддерживается сообществом разработчиков, что способствует его постоянному развитию и совершенствованию. Функциональное программирование – это программирование с использованием математических функций. Дело в том, что функциональное программирование js функциональное программирование предпочитает крошечные модульные функции, которые выполняют одну часть более крупной задачи! Работа changeGPAs() заключается в обработке массива студентов, а работа changeGPA() — в обработке каждого отдельного студента. Также обратите внимание, что исходный массив не изменяется, потому что мы рассматриваем данные как неизменяемые в функциональном программировании.

Кто И Где Пользуется Функциональным Программированием

Такое «запоминание» аргументов называется частичным применением функции. Мы как бы выполняем функцию «не до конца», а только ту часть, которая нам уже известна благодаря переданным аргументам. Просто в одном случае мы принимаем 2 аргумента, а в другом — 1, потому что второй аргумент «уже есть». Например, есть функция умножения multiply(), но мы хотим дополнительно создать ещё и удвоитель double().
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. Первая — языки, жестко ориентированные на функциональное программирование. Вторая — так называемые мультипарадигменные языки, то есть такие, на которых можно писать по-разному. Функциональное программирование подпадает под зонтик парадигмы императивного программирования, противоположной декларативному программированию, в котором находится объектно-ориентированное программирование.
Это создает еще больше проблем в многопоточных приложениях, где у вас могут возникнуть всевозможные неприятные условия гонки. Если мы сравним принципы функционального подхода с императивным, то единственное, что совпадёт, — и там, и там есть команды, которые язык может выполнять. Если бы вы делали это вручную, вы могли бы решить задачу, добавив/умножив все числа, объединив то, что в скобках, а затем разделив результаты.
Хотя отделение пометок от графа иногда удобнее и обычно делает код понятнее, снижает эффективность. Это уже опробованные инструменты, которые перетекли https://deveducation.com/ из академичных разработок в практичные сферы. Просто ФП позволяет некоторые задачи решать проще (но некоторые на нем решаются сложнее).
Это позволяет создавать более сложные и мощные функции, используя простые и понятные строительные блоки. Вдобавок, функциональное программирование позволяет разработчику приблизить язык к проблеме, а не наоборот, и все за счет гибких структур и пластичности языка. К тому же, ФП предлагает разработчикам новые инструменты для решения сложных задач, которыми ООП программисты зачастую пренебрегают. 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.

  • Прочитайте обзор парадигм программирования, чтобы узнать про альтернативные подходы и разницу в декларативном и императивном стилях.
  • Отладка функционального программирования, возможно, значительно проще, чем другие парадигмы программирования, из-за его модульности и отсутствия побочных эффектов.
  • А основая фича ФП — решить задачу ясно и малым количеством строк кода.
  • Основные принципы функционального программирования включают неизменяемость данных, отсутствие побочных эффектов и использование рекурсии для итерации.
  • Функциональное программирование также способствует параллельному и распределенному выполнению программ, что делает его особенно полезным для разработки интеллектуальных систем.
  • Благодаря такому условию можно управлять подпрограммой так же, как и обычными типами данных, а, при этом, и исполнять ее.

Вместо того, чтобы писать несколько почти одинаковых функций для фильтрации массивов мы написали один фильтр и несколько условий. Эти условия мы теперь можем передавать в filter как аргументы. В последних двух случаях функции производят побочные эффекты, потому что обращаются к глобальным объектам Math и Date.

Состав Функций

В функциональном программировании функции рассматриваются как математические объекты, которые принимают аргументы и возвращают результаты, не имея побочных эффектов. Эта особенность функционального программирования — плюс и минус одновременно. Минус в том, что для некоторых важных задач порядок действий важен по определению. Если данные будут вводиться или выводиться хаотично, в непредсказуемом порядке, это ухудшит работу программы.
К тому же, кроссплатформенных функциональных языков очень мало, так что проект действительно выделяется среди своих аналогов. Программирование в функциональном стиле фокусируется на чистых математических функциях, неизменяемых данных, логическом потоке и строгой типизации данных. Функциональные языки программирования противоположны объектно-ориентированным языкам, которые фокусируются на изменяемых данных и изменяемых состояниях. Каждый из этих языков имеет свои особенности и области применения. Например, Python часто используется для разработки веб-приложений и анализа данных, в то время как JavaScript широко применяется во фронтенд-разработке.

Однако вы не сможете легко определить, есть ли у объекта вызванная для него функция, если не отследили этот момент с самого начала. Поля также известны под названием «атрибуты», а код в форме процедур, часто называют «методами». Объединяя данные и связанное с ними поведение в один «объект», объектно-ориентированное программирование облегчает понимание того, как работает программа.
На самом деле, это довольно субъективное отношение к ФП тех, кто не хочет уделить достаточное количество времени тому, чтобы разобраться в нюансах функционального программирования и просто попробовать. Но, как я и обещала, разберем недостатки ФП, чтобы потом перейти к преимуществам. Итак, мы вроде бы разобрались с тем, что такое функциональное программирование и что нужно о нем знать. И, прежде чем мы перейдем к обсуждению его преимуществ, предлагаю сперва пройтись по недостаткам — точнее, вникнуть в суть стереотипа «функциональное программирование неестественно».

Выразительный И Читаемый Код

Функциональное программирование запрещает менять состояние, а значит не случится ситуации, когда две функции пытаются записать разные значения в одну переменную. Это значит, что выполнение кода можно безопасно разбивать на несколько параллельных потоков или процессов. Ещё одна мощная концепция из функционального программирования — это паттерн-матчинг. В нём проверяемое значение сопоставляется с какими-либо заранее подготовленными. В зависимости от того, с каким значением совпадает проверяемое, выполняются определённые действия. Такие функции, которые принимают другие функции как аргументы или возвращают функции как результат, называются функциями высшего порядка.
плюсы функционального программирования
Лямбда-исчисление стало теоретической базой для описания и вычисления функций. 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.

Интеллектуальные системы часто работают с большими объемами данных, такими как тексты, изображения, аудио и видео. Функциональное программирование предоставляет удобные инструменты для обработки и анализа таких данных, такие как функции высшего порядка и функции для работы с коллекциями данных. Функции в функциональном программировании должны быть чистыми, то есть они не должны иметь побочных эффектов. Побочные эффекты включают изменение состояния программы, взаимодействие с внешними ресурсами или вывод на экран. Чистые функции всегда возвращают одинаковый результат для одинаковых входных данных, что делает их более предсказуемыми и легко тестируемыми. Теперь сделаем паузу, выдохнем и вернемся к более понятным вещам, а именно, к разделяемым состояниям.
плюсы функционального программирования
Функциональное программирование поддерживает использование высокоуровневых абстракций, таких как монады, что способствует улучшению читаемости и поддерживаемости кода. Имея честную сигнатуру метода, нам не нужно останавливаться на деталях реализации метода или обращаться к документации, чтобы узнать, есть ли что-то еще, что нам нужно учесть перед его использованием. Сама сигнатура сообщает нам, что может случиться после того, как мы вызовем такой метод. Все сводится к паре строк, в которых вы просто указываете входное значение и проверяете результат. Нет необходимости создавать сложные тестовые двойники, такие как mocks, и поддерживать их в дальнейшем. Каждый метод в нашей кодовой базе – если он написан как математическая функция – можно рассматривать отдельно от других.

О том, что такое функциональное программирование, вы узнаете из нашего материала. Неизменяемые данные означают, что вы сможете легко создавать структуры данных вместо изменения уже существующих. Вышеописанные примеры неэффективной работы относятся исключительно к чистым ФП языкам (как Хаскель). И вообще, проблема хоть и есть, но достаточно переоценена — читать /~rwh/theses/okasaki.pdf для деталей.
Соответственно, если снять с ваших примеров ограничения по efficiency, то ФП может рулить и бибикать за счет выразительности. Когда у вас накладные расходы на ФП достоточно малы для вас, то заменять ФП на что-то другое будет микрооптимизацией. А идиоту хоть золотой микроскоп суй, он все вокруг раздолбает. У меня «шла речь» о том, что предсказать, где именно ФП будет хорошо и «без удара в производительность», возможно далеко не всегда.
Чистая функция — это функция, которая не вызывает побочных эффектов (side effects), то есть никак не влияет на состояние внешнего мира. Рекурсивные функции можно обобщить с помощью функций высших порядков, используя, например, катаморфизм и анаморфизм (или «свёртка» и «развёртка»)[16]. Функции такого рода играют роль такого понятия как цикл в императивных языках программирования[17]. В 1970-х годах в университете Эдинбурга Робин Милнер создал язык ML, а Дэвид Тернер начинал разработку языка SASL в университете Сент-Эндрюса и, впоследствии, язык Miranda в университете города Кент. В конечном итоге на основе ML были созданы несколько языков, среди которых наиболее известные Objective Caml и Standard ML. Противопоставляется парадигме императивного программирования, которая описывает процесс вычислений как последовательное изменение состояний (в значении, подобном таковому в теории автоматов).

prominent

Leave a Reply

Your email address will not be published.