Hvad er funktionel programmering?

Hvad er funktionel programmering?

Funktionel programmering (også kaldet FP) er en måde at tænke på softwarekonstruktion ved at skabe rene funktioner. Den undgår koncepter om delt tilstand og muterbare data, som observeres i objektorienteret programmering.

Funktionelle sprog lægger vægt på udtryk og deklarationer snarere end udførelse af sætninger. Derfor afhænger værdioutput i FP, i modsætning til andre procedurer, der afhænger af en lokal eller global tilstand, kun af de argumenter, der sendes til funktionen.

Karakteristika for funktionel programmering

• Funktionel programmering fokuserer på resultater, ikke processen.
• Der er fokus på, hvad der skal beregnes.
• Data er uforanderlige.
• Funktionel programmering opdeler problemet i funktioner.
• Det er bygget på konceptet om matematiske funktioner, der bruger betingede udtryk og rekursion til at udføre beregningen.
• Den understøtter ikke iteration som loop-udsagn og betingede udsagn som If-Else.

Historien om funktionel programmering

• Fundamentet for funktionel programmering er lambda-kalkulus. Den blev udviklet i 1930'erne til funktionel anvendelse, definition og rekursion.
• LISP var det første funktionelle programmeringssprog. McCarthy designede det i 1960.
• I slutningen af ​​70'erne definerede forskere ved University of Edinburgh ML (meta-sprog).
• I begyndelsen af ​​80'erne tilføjede Hope-sproget algebraiske datatyper til rekursion og ligningsræsonnement.
• I år 2004 blev funktionssproget 'Scala' udviklet.

Funktionelle programmeringssprog

Formålet med ethvert FP-sprog er at efterligne matematiske funktioner. Den grundlæggende beregningsproces er dog anderledes i funktionel programmering.

Her er nogle af de mest fremtrædende funktionelle programmeringssprog:

• Haskell
• SMG
• Clojure
• Scala
• erlang
• Rens
• F#
• ML/OCaml Lisp / Scheme
• XSLT
• SQL
• Mathematica

Grundlæggende funktionel programmeringsterminologi og Concepts

Uforanderlige data

Uforanderlige data betyder, at du nemt skal kunne oprette datastrukturer i stedet for at ændre eksisterende strukturer.

Referencegennemsigtighed

Funktionelle programmer bør udføre operationer, præcis som om det var for første gang. Så du ved, hvad der muligvis er sket eller ikke er sket under programmets udførelse, og hvad dets bivirkninger er. I FP-termer kaldes dette referentiel gennemsigtighed.

modularitet

Modulært design øger produktiviteten. Små moduler kan kodes hurtigt og har større chance for genbrug, hvilket helt sikkert fører til hurtigere programudvikling. Derudover kan modulerne testes separat, hvilket hjælper dig med at reducere den tid, der bruges på enhedstestning og fejlfinding.

Maintainability

Vedligeholdelse er et simpelt udtryk, der betyder, at FP-programmering er lettere at vedligeholde, da du ikke behøver at bekymre dig om ved et uheld at ændre noget uden for den givne funktion.

Førsteklasses funktion

'Førsteklassesfunktion' er en definition, der tilskrives programmeringssprogsenheder, der ikke har nogen begrænsninger på deres brug. Derfor kan førsteklassesfunktioner forekomme hvor som helst i programmet.

Lukning

En lukning er en indre funktion, der kan tilgå variabler i den overordnede funktion, selv efter at den overordnede funktion er udført.

Funktioner af højere orden

Funktioner af højere orden tager enten andre funktioner som argumenter eller returnerer dem som resultater.

Funktioner af højere orden tillader delvise anvendelser eller "currying". Denne teknik anvender en funktion på dens argumenter ét ad gangen, hvor hver anvendelse returnerer en ny funktion, der accepterer det næste argument.

Ren funktion

En 'ren funktion' er en funktion, hvis input er erklæret som input, og ingen af ​​dem skal skjules. Udgangene er også erklæret som output.

Rene funktioner reagerer på deres parametre. Den er ikke effektiv, hvis den ikke returnerer noget. Desuden tilbyder den det samme output for de givne parametre.

Eksempel:

Function Pure(a,b)
{
	return a+b;
}

Urene funktioner

Urene funktioner er det stik modsatte af rene funktioner. De har skjulte input eller output, og derfor kaldes de urene. Urene funktioner kan ikke bruges eller testes isoleret, da de har afhængigheder.

Eksempel

int z;
function notPure(){
	z = z+10;
}

Funktionssammensætning

Funktionssammensætning er at kombinere 2 eller flere funktioner for at lave en ny.

Delte stater

Delt tilstand er et vigtigt koncept i OOP-programmering. Grundlæggende handler det om at tilføje egenskaber til objekter. Hvis en harddisk f.eks. er et objekt, kan lagerkapacitet og diskstørrelse tilføjes som egenskaber.

Bivirkninger

Bivirkninger er enhver tilstandsændring, der forekommer uden for en kaldt funktion. Det største mål med ethvert FP-programmeringssprog er at minimere bivirkninger ved at adskille dem fra resten af ​​softwarekoden. I FP-programmering er det vigtigt at fjerne bivirkninger fra resten af ​​din programmeringslogik.

Fordelene ved funktionel programmering

• Giver dig mulighed for at undgå forvirrende problemer og fejl i koden.
• Nemmere at teste og udføre enhedstest og fejlfinde FP Code.
• Parallel behandling og samtidighed.
• Implementering af hot code og fejltolerance.
• Tilbyder bedre modularitet med kortere kode.
• Øget produktivitet hos udvikleren.
• Understøtter indbyggede funktioner.
• Funktionelle konstruktioner som Lazy Map & Lists osv.
• Tillader effektiv brug af Lambda-kalkulus.

Begrænsninger ved funktionel programmering

• Det funktionelle programmeringsparadigme er ikke let, så det er svært at forstå for begyndere.
• Svær at vedligeholde, da mange objekter udvikler sig under kodningen.
• Kræver masser af mobning og omfattende miljøopsætning.
• Genbrug er meget kompliceret og kræver konstant refaktorering.
• Objekter repræsenterer muligvis ikke problemet korrekt.

Funktionel programmering vs. objektorienteret programmering

Ofte Stillede Spørgsmål