Hva er funksjonell programmering?

Hva er funksjonell programmering?

Funksjonell programmering (også kalt FP) er en måte å tenke på programvarekonstruksjon ved å lage rene funksjoner. Den unngår konseptene om delt tilstand og muterbare data som observeres i objektorientert programmering.

Funksjonelle språk vektlegger uttrykk og deklarasjoner snarere enn utførelse av setninger. Derfor, i motsetning til andre prosedyrer som er avhengige av en lokal eller global tilstand, avhenger verdiutgangen i FP bare av argumentene som sendes til funksjonen.

Kjennetegn ved funksjonell programmering

• Funksjonell programmering fokuserer på resultater, ikke prosessen.
• Det er lagt vekt på hva som skal beregnes.
• Data er uforanderlige.
• Funksjonell programmering deler opp problemet i funksjoner.
• Den er bygget på konseptet med matematiske funksjoner som bruker betingede uttrykk og rekursjon for å utføre beregningen.
• Den støtter ikke iterasjon som løkkesetninger og betingede utsagn som If-Else.

Historie om funksjonell programmering

• Grunnlaget for funksjonell programmering er lambdakalkulus. Den ble utviklet på 1930-tallet for funksjonell anvendelse, definisjon og rekursjon.
• LISP var det første funksjonelle programmeringsspråket. McCarthy designet det i 1960.
• På slutten av 70-tallet definerte forskere ved Universitetet i Edinburgh ML (metaspråk).
• Tidlig på 80-tallet la Hope-språket til algebraiske datatyper for rekursjon og ligningsresonnement.
• I 2004 ble funksjonsspråket «Scala» utviklet.

Funksjonelle programmeringsspråk

Målet med ethvert FP-språk er å etterligne matematiske funksjoner. Imidlertid er den grunnleggende beregningsprosessen annerledes i funksjonell programmering.

Her er noen av de mest fremtredende funksjonelle programmeringsspråkene:

• Haskell
• SML
• Clojure
• Skala
• erlang
• Rengjør
• F#
• ML/OCaml Lisp / Scheme
• XSLT
• SQL
• Mathematica

Grunnleggende funksjonell programmeringsterminologi og Concepts

Uforanderlige data

Uforanderlige data betyr at du enkelt skal kunne lage datastrukturer i stedet for å endre eksisterende strukturer.

Referensiell åpenhet

Funksjonelle programmer bør utføre operasjoner akkurat som om det var for første gang. Dermed vet du hva som kan ha skjedd eller ikke skjedd under programmets kjøring, og hva som kan ha vært bivirkningene. I FP-termer kalles dette referansetransparens.

modularitet

Modulær design øker produktiviteten. Små moduler kan kodes raskt og har større sjanse for gjenbruk, noe som garantert fører til raskere programutvikling. Bortsett fra det kan modulene testes separat, noe som hjelper deg med å redusere tiden du bruker på enhetstesting og feilsøking.

vedlikeholdbarhet

Vedlikeholdbarhet er et enkelt begrep som betyr at FP-programmering er enklere å vedlikeholde, ettersom du ikke trenger å bekymre deg for å ved et uhell endre noe utenfor den gitte funksjonen.

Førsteklasses funksjon

«Førsteklasses funksjon» er en definisjon som tilskrives programmeringsspråkenheter som ikke har noen begrensninger på bruken. Derfor kan førsteklasses funksjoner vises hvor som helst i programmet.

Closure

En avslutning er en indre funksjon som kan få tilgang til variabler i foreldrefunksjonen, selv etter at foreldrefunksjonen er utført.

Funksjoner av høyere orden

Funksjoner av høyere orden tar enten andre funksjoner som argumenter eller returnerer dem som resultater.

Funksjoner av høyere orden tillater delvise applikasjoner eller currying. Denne teknikken anvender en funksjon på argumentene én om gangen, der hver applikasjon returnerer en ny funksjon som aksepterer det neste argumentet.

Ren funksjon

En 'ren funksjon' er en funksjon hvis innganger er deklarert som innganger og ingen av dem skal skjules. Utgangene er også deklarert som utganger.

Rene funksjoner reagerer på parameterne sine. Den er ikke effektiv hvis den ikke returnerer noe. Dessuten tilbyr den samme utdata for de gitte parameterne.

Eksempel:

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

Urene funksjoner

Urene funksjoner er det stikk motsatte av rene funksjoner. De har skjulte innganger eller utganger, og det er derfor de kalles urene. Urene funksjoner kan ikke brukes eller testes isolert siden de har avhengigheter.

Eksempel

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

Funksjonssammensetning

Funksjonssammensetning er å kombinere 2 eller flere funksjoner for å lage en ny.

Delte stater

Delt tilstand er et viktig konsept i OOP-programmering. I bunn og grunn handler det om å legge til egenskaper til objekter. Hvis for eksempel en harddisk er et objekt, kan lagringskapasitet og diskstørrelse legges til som egenskaper.

Bivirkninger

Bivirkninger er alle tilstandsendringer som oppstår utenfor en kalt funksjon. Det største målet med ethvert FP-programmeringsspråk er å minimere bivirkninger ved å skille dem fra resten av programvarekoden. I FP-programmering er det viktig å fjerne bivirkninger fra resten av programmeringslogikken.

Fordelene med funksjonell programmering

• Lar deg unngå forvirrende problemer og feil i koden.
• Enklere å teste og utføre enhetstesting og feilsøke FP Code.
• Parallell prosessering og samtidighet.
• Implementering av varm kode og feiltoleranse.
• Tilbyr bedre modularitet med kortere kode.
• Økt produktivitet hos utvikleren.
• Støtter nestede funksjoner.
• Funksjonelle konstruksjoner som Lazy Map & Lists, etc.
• Tillater effektiv bruk av lambdakalkulus.

Begrensninger ved funksjonell programmering

• Det funksjonelle programmeringsparadigmet er ikke lett, så det er vanskelig å forstå for nybegynnere.
• Vanskelig å vedlikeholde ettersom mange objekter utvikler seg under kodingen.
• Trenger mye mobing og omfattende miljøoppsett.
• Gjenbruk er svært komplisert og krever konstant refaktorering.
• Objekter representerer kanskje ikke problemet riktig.

Funksjonell programmering vs. objektorientert programmering

Spørsmål og svar