Vad är funktionell programmering?

Vad är funktionell programmering?

Funktionell programmering (även kallad FP) är ett sätt att tänka kring programvarukonstruktion genom att skapa rena funktioner. Det undviker koncepten med delat tillstånd och muterbar data som observeras i objektorienterad programmering.

Funktionella språk betonar uttryck och deklarationer snarare än exekvering av satser. Därför, till skillnad från andra procedurer som är beroende av ett lokalt eller globalt tillstånd, beror värdeutmatningen i FP endast på de argument som skickas till funktionen.

Egenskaper för funktionell programmering

• Funktionell programmeringsmetod fokuserar på resultat, inte processen.
• Tyngdpunkten ligger på vad som ska beräknas.
• Data är oföränderliga.
• Funktionell programmering delar upp problemet i funktioner.
• Den bygger på konceptet med matematiska funktioner som använder villkorliga uttryck och rekursion för att utföra beräkningen.
• Den stöder inte iteration som loop-satser och villkorliga satser som If-Else.

Historien om funktionell programmering

• Grunden för funktionell programmering är lambdakalkyl. Den utvecklades på 1930-talet för funktionell tillämpning, definition och rekursion.
• LISP var det första funktionella programmeringsspråket. McCarthy designade det 1960.
• I slutet av 70-talet definierade forskare vid Edinburghs universitet ML (metaspråk).
• I början av 80-talet lade Hope-språket till algebraiska datatyper för rekursion och ekvationsresonemang.
• År 2004 utvecklades funktionsspråket 'Scala'.

Funktionella programmeringsspråk

Målet med alla FP-språk är att härma matematiska funktioner. Den grundläggande beräkningsprocessen är dock annorlunda inom funktionell programmering.

Här är några av de mest framstående funktionella programmeringsspråken:

• Haskell
• SML
• Clojure
• Skala
• Erlang
• Rena
• F#
• ML/OCaml Lisp / Schema
• XSLT
• SQL
• Mathematica

Grundläggande funktionell programmeringsterminologi och Concepts

Oföränderlig data

Oföränderliga data innebär att du enkelt ska kunna skapa datastrukturer istället för att modifiera sådana som redan finns.

Referensöppenhet

Funktionella program bör utföra operationer precis som om det vore för första gången. Så att du vet vad som kan ha hänt eller inte ha hänt under programmets körning, och dess biverkningar. I FP-termer kallas detta referenstransparens.

modularitet

Modulär design ökar produktiviteten. Små moduler kan kodas snabbt och har större chans att återanvändas, vilket säkerligen leder till snabbare programutveckling. Utöver det kan modulerna testas separat, vilket hjälper dig att minska tiden som läggs på enhetstestning och felsökning.

underhåll

Underhållbarhet är en enkel term som betyder att FP-programmering är enklare att underhålla, eftersom du inte behöver oroa dig för att av misstag ändra något utanför den givna funktionen.

Förstklassig funktion

'Förstklassig funktion' är en definition som tillskrivs programmeringsspråkenheter som inte har några begränsningar för sin användning. Därför kan förstklassiga funktioner förekomma var som helst i programmet.

Stängning

En stängning är en inre funktion som kan komma åt variabler i förälderfunktionen, även efter att förälderfunktionen har körts.

Funktioner med högre ordning

Funktioner av högre ordning tar antingen andra funktioner som argument eller returnerar dem som resultat.

Funktioner av högre ordning tillåter partiella tillämpningar eller "currying". Denna teknik tillämpar en funktion på dess argument ett i taget, där varje tillämpning returnerar en ny funktion som accepterar nästa argument.

Ren funktion

En 'ren funktion' är en funktion vars ingångar deklareras som ingångar och ingen av dem ska döljas. Utgångarna deklareras också som utgångar.

Rena funktioner agerar på sina parametrar. Den är inte effektiv om den inte returnerar något. Dessutom erbjuder den samma utdata för de givna parametrarna.

Exempel:

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

Orena funktioner

Orena funktioner är raka motsatsen till rena funktioner. De har dolda in- eller utdata, och det är därför de kallas orena. Orena funktioner kan inte användas eller testas isolerat eftersom de har beroenden.

Exempelvis

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

Funktionssammansättning

Funktionssammansättning är att kombinera 2 eller flera funktioner för att skapa en ny.

Delade stater

Delat tillstånd är ett viktigt koncept inom OOP-programmering. I grund och botten handlar det om att lägga till egenskaper till objekt. Om till exempel en hårddisk är ett objekt kan lagringskapacitet och diskstorlek läggas till som egenskaper.

Biverkningar

Biverkningar är alla tillståndsförändringar som sker utanför en anropad funktion. Det största målet med alla FP-programmeringsspråk är att minimera biverkningar genom att separera dem från resten av programkoden. I FP-programmering är det viktigt att ta bort biverkningar från resten av din programmeringslogik.

Fördelarna med funktionell programmering

• Gör att du kan undvika förvirrande problem och fel i koden.
• Enklare att testa och utföra enhetstestning och felsöka FP Code.
• Parallell bearbetning och samtidighet.
• Implementering av het kod och feltolerans.
• Erbjuder bättre modularitet med kortare kod.
• Ökad produktivitet hos utvecklaren.
• Stöder kapslade funktioner.
• Funktionella konstruktioner som Lazy Map & Lists, etc.
• Möjliggör effektiv användning av Lambda-kalkyl.

Begränsningar för funktionell programmering

• Det funktionella programmeringsparadigmet är inte enkelt, så det är svårt att förstå för nybörjare.
• Svårt att underhålla eftersom många objekt utvecklas under kodningen.
• Behöver mycket hån och omfattande miljöanpassning.
• Återanvändning är mycket komplicerat och kräver ständig omarbetning.
• Objekt kanske inte representerar problemet korrekt.

Funktionell programmering vs. Objektorienterad programmering

Vanliga frågor