Функциональное программирование

1. Функциональное
программирование
Александр Алексеев

2. Парадигмы
программирования

3. – Процедурное программирование
– Объектно-ориентированное программирование
– Функциональное программирование
– Логическое программирование
– и другие...

4. Процедурное
программирование

6. – Pascal
– Си
– и другие...
Языки процедурного программирования:

7. Объектно-
ориентированное
программирование

9. – Java
– C#
– Delphi (Object Pascal)
– C++
– Python
– Perl, Perl 6
– PHP5
– и многие другие
ООП-языки:

10. Функциональное
программирование
Функциональное
программирование

11. Функциональное
программирование
Все очень просто!

13. Основы
(на примере Haskell)

14. data Bool = True | False

15. data Bool = True | False
positive :: Int → Bool
positive x = x > 0

16. data Bool = True | False
positive :: Int → Bool
positive x = x > 0
max :: (Ord a) => a → a → a
max x y
| x > y = x
| otherwise = y

17. data Person = Person {
firstName :: String,
lastName :: String,
birthYear :: Int
} deriving (Show)

18. data Person = Person {
firstName :: String,
lastName :: String,
birthYear :: Int
} deriving (Show)
alex = Person {
firstName = "Александр",
lastName = "Алексеев",
birthYear = 1988
}

19. class Eq a where
(==), (/=) :: a -> a -> Bool
x /= y = not (x == y)
x == y = not (x /= y)

20. class Eq a where
(==), (/=) :: a -> a -> Bool
x /= y = not (x == y)
x == y = not (x /= y)
instance Eq Person where
x == y = birthYear x == birthYear y

21. class Eq a where
(==), (/=) :: a -> a -> Bool
x /= y = not (x == y)
x == y = not (x /= y)
instance Eq Person where
x == y = birthYear x == birthYear y
x /= y = not (x == y)

22. anton = Person {
firstName = "Антон",
lastName = "Алексеев",
birthYear = 1991
}

23. anton = Person {
firstName = "Антон",
lastName = "Алексеев",
birthYear = 1991
}
alex == anton False

24. anton = Person {
firstName = "Антон",
lastName = "Алексеев",
birthYear = 1991
}
alex == anton False
alex == alex True

25. anton = Person {
firstName = "Антон",
lastName = "Алексеев",
birthYear = 1991
}
alex == anton False
alex == alex True
anton == alex False

26. anton = Person {
firstName = "Антон",
lastName = "Алексеев",
birthYear = 1991
}
alex == anton False
alex == alex True
anton == alex False
anton /= alex True

27. instance Ord Person where
compare x y = compare (birthYear y) (birthYear x)

28. instance Ord Person where
compare x y = compare (birthYear y) (birthYear x)
instance Ord Person where
x `compare` y = birthYear y `compare` birthYear x

29. instance Ord Person where
compare x y = compare (birthYear y) (birthYear x)
instance Ord Person where
x `compare` y = birthYear y `compare` birthYear x
max :: (Ord a) => a → a → a

30. instance Ord Person where
compare x y = compare (birthYear y) (birthYear x)
instance Ord Person where
x `compare` y = birthYear y `compare` birthYear x
max :: (Ord a) => a → a → a
max alex anton

31. instance Ord Person where
compare x y = compare (birthYear y) (birthYear x)
instance Ord Person where
x `compare` y = birthYear y `compare` birthYear x
max :: (Ord a) => a → a → a
max alex anton
birthYear (max alex anton) == 1988

32. Каррирование
(англ. currying)

33. max :: (Ord a) => a → a → a

34. max :: (Ord a) => a → a → a
max :: (Ord a) => a → (a → a)

35. max :: (Ord a) => a → a → a
max :: (Ord a) => a → (a → a)
max' = max alex

36. max :: (Ord a) => a → a → a
max :: (Ord a) => a → (a → a)
max' = max alex
max' :: Person → Person

37. max :: (Ord a) => a → a → a
max :: (Ord a) => a → (a → a)
max' = max alex
max' :: Person → Person
max' anton :: Person

38. max :: (Ord a) => a → a → a
max :: (Ord a) => a → (a → a)
max' = max alex
max' :: Person → Person
max' anton :: Person
birthYear (max' anton) == 1988

39. Лямбда-
функции

40. Лямбда-
функции
(λ)

42. (x y → x + y)

43. (x y → x + y)
(x y → x + y) :: ?

44. (x y → x + y)
(x y → x + y) :: Num a => a → a → a

45. (x y → x + y)
(x y → x + y) :: Num a => a → a → a
(x y → x + y) 3 4

46. (x y → x + y)
(x y → x + y) :: Num a => a → a → a
(x y → x + y) 3 4
(x y → x + y) 3 4 == 7

47. Кортежи

48. (1, 2)

49. (1, 2)
('a', 'b')

50. (1, 2)
('a', 'b')
(1, 2, 3, 4)

51. (1, 2)
('a', 'b')
(1, 2, 3, 4)
(1, 'a')

52. (1, 2)
('a', 'b')
(1, 2, 3, 4)
(1, 'a')
('a')

53. (1, 2)
('a', 'b')
(1, 2, 3, 4)
(1, 'a')
('a')
( )

54. (1, 2)
('a', 'b')
(1, 2, 3, 4)
(1, 'a')
('a')
( )
(1, (2, 'a'), 3)

55. (1, 2)
('a', 'b')
(1, 2, 3, 4)
(1, 'a')
('a')
( )
(1, (2, 'a'), 3)
fst (1, 2) == 1

56. (1, 2)
('a', 'b')
(1, 2, 3, 4)
(1, 'a')
('a')
( )
(1, (2, 'a'), 3)
fst (1, 2) == 1
snd (1, 2) == 2

57. (1, 2)
('a', 'b')
(1, 2, 3, 4)
(1, 'a')
('a')
( )
(1, (2, 'a'), 3)
fst (1, 2) == 1
snd (1, 2) == 2
snd (1, (2, 'a'), 3) == (2, 'a')

58. Списки

59. [1, 2, 3]
['a', 'b', 'c']
[ ]
[ [1, 2], [3, 4] ]
[ (1, 'a'), (2, 'b'), (3, 'c') ]
head :: [a] → a
head [4, 8, 15, 16, 23, 42] == 4
tail :: [a] → [a]
tail [4, 8, 15, 16, 23, 42] == [8, 15, 16, 23, 42]

60. head :: [a] → a
head [4, 8, 15, 16, 23, 42] == 4
tail :: [a] → [a]
tail [4, 8, 15, 16, 23, 42] == [8, 15, 16, 23, 42]
init :: [a] → [a]
init [4, 8, 15, 16, 23, 42] == [4, 8, 15, 16, 23]
last :: [a] → a
last [4, 8, 15, 16, 23, 42] == 42

61. length :: [a] → Int
length [4, 8, 15, 16, 23, 42] == 6
null :: [a] → Bool
null [ ] == True null [1, 2, 3] == False
reverse [1, 2, 3] == [3, 2, 1]
take 3 [1, 2, 3, 4, 5] == [1, 2, 3]
drop 3 [1, 2, 3, 4, 5] == [4, 5]
sum [1, 2, 3, 4, 5] == 15
[1, 2, 3] ++ [4, 5] == [1, 2, 3, 4, 5]

62. Генераторы
списков,
интервалы,
ленивые вычисления

63. [ x * 2 | x ← [1, 2, 3] ] == [2, 4, 6]
pairs = [ (x, y) | x ← [1, 2], y ← ['a', 'b'] ]
pairs == [ (1,'a'), (1,'b'), (2,'a'), (2,'b') ]

64. [ x * 2 | x ← [1, 2, 3] ] == [2, 4, 6]
pairs = [ (x, y) | x ← [1, 2], y ← ['a', 'b'] ]
pairs == [ (1,'a'), (1,'b'), (2,'a'), (2,'b') ]
[1..5] == [1, 2, 3, 4, 5]
[2,4..10] == [2, 4, 6, 8, 10]
[1..] == [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, …]
take 3 [1..] == [1, 2, 3]

65. [ x * 2 | x ← [1, 2, 3] ] == [2, 4, 6]
pairs = [ (x, y) | x ← [1, 2], y ← ['a', 'b'] ]
pairs == [ (1,'a'), (1,'b'), (2,'a'), (2,'b') ]
[1..5] == [1, 2, 3, 4, 5]
[2,4..10] == [2, 4, 6, 8, 10]
[1..] == [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, …]
take 3 [1..] == [1, 2, 3]
cycle [1, 2, 3] == [1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3, … ]
take 5 $ cycle [1, 2, 3] == [1, 2, 3, 1, 2]

66. Функции
высшего порядка

68. filter :: (a -> Bool) -> [a] -> [a]

69. filter :: (a -> Bool) -> [a] -> [a]
filter (x -> x `mod` 2 == 0) [1..10] == [2, 4, 8, 10]

70. filter :: (a -> Bool) -> [a] -> [a]
filter (x -> x `mod` 2 == 0) [1..10] == [2, 4, 8, 10]
map :: (a -> b) -> [a] -> [b]

71. filter :: (a -> Bool) -> [a] -> [a]
filter (x -> x `mod` 2 == 0) [1..10] == [2, 4, 8, 10]
map :: (a -> b) -> [a] -> [b]
map (x → x + 5) [1,2,3] == [6,7,8]

72. filter :: (a -> Bool) -> [a] -> [a]
filter (x -> x `mod` 2 == 0) [1..10] == [2, 4, 8, 10]
map :: (a -> b) -> [a] -> [b]
map (+5) [1,2,3] == [6,7,8]

73. filter :: (a -> Bool) -> [a] -> [a]
filter (x -> x `mod` 2 == 0) [1..10] == [2, 4, 8, 10]
map :: (a -> b) -> [a] -> [b]
map (+5) [1,2,3] == [6,7,8]
foldl :: (a -> b -> a) -> a -> [b] -> a

74. filter :: (a -> Bool) -> [a] -> [a]
filter (x -> x `mod` 2 == 0) [1..10] == [2, 4, 8, 10]
map :: (a -> b) -> [a] -> [b]
map (+5) [1,2,3] == [6,7,8]
foldl :: (a -> b -> a) -> a -> [b] -> a
foldl (s x -> x + s) 0 [1, 2, 3] == 6

75. filter :: (a -> Bool) -> [a] -> [a]
filter (x -> x `mod` 2 == 0) [1..10] == [2, 4, 8, 10]
map :: (a -> b) -> [a] -> [b]
map (+5) [1,2,3] == [6,7,8]
foldl :: (a -> b -> a) -> a -> [b] -> a
foldl (s x -> x + s) 0 [1, 2, 3] == 6
sum = foldl (s x -> x + s) 0

76. Пишем
собственные
функции

77. null' :: [a] → Bool

78. null' :: [a] → Bool
null' [ ] = True

79. null' :: [a] → Bool
null' [ ] = True
null' _ = False

80. null' :: [a] → Bool
null' [ ] = True
null' _ = False
head' :: [a] → a

81. null' :: [a] → Bool
null' [ ] = True
null' _ = False
head' :: [a] → a
head' (x:xs) = x

82. null' :: [a] → Bool
null' [ ] = True
null' _ = False
head' :: [a] → a
head' (x:xs) = x
head' _ = error 'Empty list!'

83. null' :: [a] → Bool
null' [ ] = True
null' _ = False
head' :: [a] → a
head' (x:xs) = x
head' _ = error 'Empty list!'
[1, 2, 3] == (1:(2:(3:[])))

84. foldl' :: (a -> b -> a) -> a -> [b] -> a

85. foldl' :: (a -> b -> a) -> a -> [b] -> a
foldl' func acc (x:xs) = foldl' func (func acc x) xs

86. foldl' :: (a -> b -> a) -> a -> [b] -> a
foldl' func acc (x:xs) = foldl' func (func acc x) xs
foldl' _ acc _ = acc

87. foldl' :: (a -> b -> a) -> a -> [b] -> a
foldl' func acc (x:xs) = foldl' func (func acc x) xs
foldl' _ acc _ = acc
elem' :: Eq a => a -> [a] -> Bool

88. foldl' :: (a -> b -> a) -> a -> [b] -> a
foldl' func acc (x:xs) = foldl' func (func acc x) xs
foldl' _ acc _ = acc
elem' :: Eq a => a -> [a] -> Bool
elem' x (y:yx)
| x == y = True
| ...

89. foldl' :: (a -> b -> a) -> a -> [b] -> a
foldl' func acc (x:xs) = foldl' func (func acc x) xs
foldl' _ acc _ = acc
elem' :: Eq a => a -> [a] -> Bool
elem' x (y:yx)
| x == y = True
| otherwise = elem' x yx

90. foldl' :: (a -> b -> a) -> a -> [b] -> a
foldl' func acc (x:xs) = foldl' func (func acc x) xs
foldl' _ acc _ = acc
elem' :: Eq a => a -> [a] -> Bool
elem' x (y:yx)
| x == y = True
| otherwise = elem' x yx
elem' _ _ = False

91. foldl' :: (a -> b -> a) -> a -> [b] -> a
foldl' func acc (x:xs) = foldl' func (func acc x) xs
foldl' _ acc _ = acc
elem' :: Eq a => a -> [a] -> Bool
elem' x (y:yx)
| x == y = True
| otherwise = elem' x yx
elem' _ _ = False
elem' 1 [1, 2, 3] == True

92. foldl' :: (a -> b -> a) -> a -> [b] -> a
foldl' func acc (x:xs) = foldl' func (func acc x) xs
foldl' _ acc _ = acc
elem' :: Eq a => a -> [a] -> Bool
elem' x (y:yx)
| x == y = True
| otherwise = elem' x yx
elem' _ _ = False
elem' 1 [1, 2, 3] == True elem' 7 [1, 2, 3] == False

93. За кадром остались:

94. За кадром остались:
– параметризованные типы

95. За кадром остались:
– параметризованные типы
– монады

96. За кадром остались:
– параметризованные типы
– монады
– ввод/вывод

97. За кадром остались:
– параметризованные типы
– монады
– ввод/вывод
– аппликативные функторы

98. За кадром остались:
– параметризованные типы
– монады
– ввод/вывод
– аппликативные функторы
– застежки

99. Зачем все это нужно:

100. Зачем все это нужно:
– Настоящая кроссплатформенность

101. Зачем все это нужно:
– Настоящая кроссплатформенность
– Автоматическое управление памятью

102. Зачем все это нужно:
– Настоящая кроссплатформенность
– Автоматическое управление памятью
– Отсутсвие побочных эффектов

103. Зачем все это нужно:
– Настоящая кроссплатформенность
– Автоматическое управление памятью
– Отсутсвие побочных эффектов
– Автоматическое распараллеливание

104. Зачем все это нужно:
– Настоящая кроссплатформенность
– Автоматическое управление памятью
– Отсутсвие побочных эффектов
– Автоматическое распараллеливание
– Строгая типизация

105. Зачем все это нужно:
– Настоящая кроссплатформенность
– Автоматическое управление памятью
– Отсутсвие побочных эффектов
– Автоматическое распараллеливание
– Строгая типизация
– и не только

106. Насколько быстр Haskell?

107. Насколько быстр Haskell?

108. Что можно написать на Haskell?

109. Что можно написать на Haskell?
– CLI-приложения (например, Darcs)

110. Что можно написать на Haskell?
– CLI-приложения (например, Darcs)
– GUI-приложения (wxHaskell, gtk2hs, etc)

111. Что можно написать на Haskell?
– CLI-приложения (например, Darcs)
– GUI-приложения (wxHaskell, gtk2hs, etc)
– веб-приложения (Yesod, Happstack, etc)

112. Что можно написать на Haskell?
– CLI-приложения (например, Darcs)
– GUI-приложения (wxHaskell, gtk2hs, etc)
– веб-приложения (Yesod, Happstack, etc)
– компиляторы, парсеры (Alex, Happy)

113. Что можно написать на Haskell?
– CLI-приложения (например, Darcs)
– GUI-приложения (wxHaskell, gtk2hs, etc)
– веб-приложения (Yesod, Happstack, etc)
– компиляторы, парсеры (Alex, Happy)
– модули ядра Linux

114. Что можно написать на Haskell?
– CLI-приложения (например, Darcs)
– GUI-приложения (wxHaskell, gtk2hs, etc)
– веб-приложения (Yesod, Happstack, etc)
– компиляторы, парсеры (Alex, Happy)
– модули ядра Linux
– и многое другое

115. Другие ФП-языки:

116. Другие ФП-языки:
– Erlang

117. Другие ФП-языки:
– Erlang
– OCaml

118. Другие ФП-языки:
– Erlang
– OCaml
– Standart ML

119. Другие ФП-языки:
– Erlang
– OCaml
– Standart ML
– Common Lisp

120. Другие ФП-языки:
– Erlang
– OCaml
– Standart ML
– Common Lisp
– Scheme, Racket

121. Другие ФП-языки:
– Erlang
– OCaml
– Standart ML
– Common Lisp
– Scheme, Racket
– Clojure

122. Другие ФП-языки:
– Erlang
– OCaml
– Standart ML
– Common Lisp
– Scheme, Racket
– Clojure
– и другие

123. Литература
по ФП

127. Подборка ссылок:

128. Подборка ссылок:
– http://fprog.ru/planet/

129. Подборка ссылок:
– http://fprog.ru/planet/
– http://erlanger.ru/

130. Подборка ссылок:
– http://fprog.ru/planet/
– http://erlanger.ru/
– http://it-talk.org/

131. Подборка ссылок:
– http://fprog.ru/planet/
– http://erlanger.ru/
– http://it-talk.org/
– http://groups.google.ru/group/haskell-russian

132. Подборка ссылок:
– http://fprog.ru/planet/
– http://erlanger.ru/
– http://it-talk.org/
– http://groups.google.ru/group/haskell-russian
– http://groups.google.ru/group/erlang-russian

133. Подборка ссылок:
– http://fprog.ru/planet/
– http://erlanger.ru/
– http://it-talk.org/
– http://groups.google.ru/group/haskell-russian
– http://groups.google.ru/group/erlang-russian
– http://groups.google.ru/group/clojure-russian

134. Подборка ссылок:
– http://fprog.ru/planet/
– http://erlanger.ru/
– http://it-talk.org/
– http://groups.google.ru/group/haskell-russian
– http://groups.google.ru/group/erlang-russian
– http://groups.google.ru/group/clojure-russian
– http://habrahabr.ru/hub/haskell

135. Подборка ссылок:
– http://fprog.ru/planet/
– http://erlanger.ru/
– http://it-talk.org/
– http://groups.google.ru/group/haskell-russian
– http://groups.google.ru/group/erlang-russian
– http://groups.google.ru/group/clojure-russian
– http://habrahabr.ru/hub/haskell
– http://goo.gl/VUvjk (эта презентация)

136. Спасибо за внимание!
Александр Алексеев
http://eax.me/