Functional Programming for “Old” OO Devs in chars

Functional
Programming for
“Old” Object Oriented
Developers
Saturday, July 13, 13

Quem somos nós
Alan Vidotti Prando
Mestrando em Engenharia da Computação - IPT/USP.
8 anos de experiência com JAVA, RUBY & SCALA.
SCJP, SCWCD e SCBCD.
Jose Renato Pequeno
Graduado em Tecnologia em Informática - FASP
(2005),
Pós graduação em Gerenciamento de Projetos - FGV.
MBA em arquitetura de soluções - FIAP .
Trabalhou como professor ministrando aulas na
Universidade Metodista de São Paulo, para os
cursos de Análise e Desenvolvimento de Sistemas,
Engenharia da Computação com Ênfase em
Software e Sistemas de Informação.

Quem somos nós

Roteiro
Paradigma Programação
Imperativa.
Contexto Histórico: Lambda
Calculus, LISP.
Conceitos de Programação
Funcional
Por que Programação
Funcional?
Técnicas e implementações
funcionais (em Scala):
Elementos básicos:
Lambda, Clousure & Bloco
de códigos
Higher-Order Functions
Tail Recursion
Currying
Pattern Matching.
Misturando paradigmas
funcionais e imperativos:
Quais são as vantagens? O
que o Oderksy propôs ao criar
o Scala? É possível de trazer
isso para o nosso dia a dia?
Conclusão e dúvidas.

Introdução
Não importa quão longa é a sua experiência
como programador (junior, pleno ou senior),
aprender programação funcional é um
desafio. Esteja preparado para ser um
“junior” novamente.
Livro: Functional Programming in Scala.
Nós gostaríamos que você fizesse uma “pausa” e
esqueça o que você sabe sobre programação. Olhem para
os exemplos com a menta aberta.
Curso: Functional Programming in Scala. Martin Odersky.
COURSERA.

Introdução
From primitive assembly languages
(which were at least a step up from raw
machine code) there grew a plethora of
high-level programming languages,
beginning with FORTRAN in the 1950s.
The development of these languages
grew so rapidly that by the 1980s they
were best characterized by grouping
them into families that reflected a
common computation model or
programming style. Debates over
which language or family of
languages is best will
undoubtedly persist for as long
as computers need
programmers. Fonte: Conception, Evolution, and Application of
Functional Programming Languages. PAUL HUDAK, Yale
University. 1989.

Imperative Programming
Arquitetura de John Von Neuman
Norteou as linguagens de programação.

Funções Contexto
Histórico:
René Descartes - “Penso logo existo!”
Discurso do Método
f ( x ) = x + 1

Contexto Histórico:
Lambda Calculus
Na lógica matemática e na ciência da computação, cálculo lambda,
também escrito como cálculo-λ é um sistema formal que estuda
funções recursivas computáveis, no que se refere a teoria da
computabilidade, e fenômenos relacionados, como variáveis ligadas
e substituição. Sua principal característica são as entidades que
podem ser utilizadas como argumentos e retornadas como valores
de outras funções.
Alonzo Church - 1930

Lambda
Função Nomeada SomaQuadrados(x,y) = x*x + y * y
SomaQuadrados(5,2) = 5*5 + 2*2 = 29
Função Anônima (x,y) ↦ x*x + y*y
Qualquer função que recebe duas ou mais entradas, pode
ser reelaborada em uma função que recebe uma única
entrada e tem como saída uma outra função.
x ↦ ( y ↦ x*x + y*y)
Esta transformação é chamada de currying.

Lambda
Calculando com Curriyng
( x ↦ ( y ↦ x*x + y*y) ) (5) (2)
= ( y ↦ 5*5 + y*y) (2)
= 5*5 + 2*2 = 29

Contexto Histórico: LISP
Lisp - List Processing
John McCarty - 1958
Motivação processamento de Listas
Lambda Calculus

Functional Programming

Em uma função matematica, os coeficientes não mudam.
(a*x + b) + (c*x + d) = (a+c)*x + (b+d)

(a*x + b) + (c*x + d) = (a+c)*x + (b+d)
Já na programação imperativa você pode fazer isso! E isso não é permitido pela
lei da matematica!
class Polynomial {double[] doefﬁcient; }
Polynomial p = ….;
p.coefﬁcient[0] = 42;

(a*x + b) + (c*x + d) = (a+c)*x + (b+d)
Já na programação imperativa você pode fazer isso! E isso não é permitido pela
lei da matematica!
class Polynomial {double[] doefﬁcient; }
Polynomial p = ….;
p.coefﬁcient[0] = 42;
Se você quiser implementar
conceitos matemáticos de alto
nível seguindo as teorias
matematicas, você não
poderá utilizar
mutações!

Existem duas abordagens da programação funcional: Restrita e Amplo.
Restrita: programar SEM: atribuições (variaveis imutaveis), loops, if-
then-else.
Amplo: Foco na função. A linguagem permite construção de programas
“elegantes” com foco em funções.
Funções podem ser:
declaradas em qualquer lugar.
Passadas como parâmetro para outras funções, bem como
retornar como resultado de uma função.
Deve haver operadores padrões na linguagem para trabalhar com funções de
maneira simples.

Programs using only pure functions.
Functions that have no side effects.
Concept of Referential Transparency.

Evitar mutações. VARIAVEIS IMUTAVEIS!
Ter uma maneira poderosa de abstrair e compor
funções.

Programação Funcional: foco nas funções.
Programação imperativa: foco no estado.
Evitar mutações. VARIAVEIS IMUTAVEIS!
Ter uma maneira poderosa de abstrair e compor
funções.

Linguagens restritas:
Pure Lisp, XSLT, Xpath, Xquery, FP
Haskell (sem I/O Mondas ou UnsafePerformIO)
Linguagens amplas:
Lisp, Scheme, Racket, Clojure
SML, Ocaml, F#
Haskell (full language)
Scala
Smalltalk, Ruby(!), Javascript(!)

1959 - LISP
1975-77 - ML, FP, Scheme
1978 - Smalltalk
1986 - Standard ML
1990 - Haskell, Erlang
1999 - XSLT
2000 - Ocaml
2003 - Scala, Xquery
2005 - F#

Parallel Programming:
Execute programs faster on parallel hardware
Concurrent Programming:
Manage concurrent execution threads explicity

Parallel Programming:
Execute programs faster on parallel hardware
Concurrent Programming:
Manage concurrent execution threads explicity
BOTH ARE TO HARD!!!

High-Order Functions
Funções que recebem funções como parâmetros
def funcQ(x : Int) = x * x
def exemploSoma(a: Int, b: Int, f: Int => Int): Int =
if (a>b) 0 else f(a) + soma(a+1, b, f)
exemploSoma(1, 10, funcQ)

Tail Recursion

Tail Recursion
Se você tem uma função recursiva que chama a sí
mesma como ultima ação, você consegue reutilizar o
stack frame da execução dessa função.
Isso se chama TAIL RECURSION.
Isso aumenta a eficiência da execução, sendo idêntica
a eficiência de um loop.
Na definição, Tail Recursion poderia acontecer mesmo
se a chamada ocorresse para outra função, não sendo
necessário a função ser chamada por ela mesma.

Pattern Matching
So pattern matching helps you decompose and navigate data
structures in a very convenient, compact syntax, it enables the
compiler to check the logic of your code, at least a little bit.
The act of checking a perceived sequence of tokens for the
presence of the constituents of some pattern.

Imperative and Functional
Programming
Um anula o outro?
Qual é a melhor?
Por que Scala?

Programming
Têndencia ou realidade?
First class functions have slowly been added to mainstream languages. In
1994, support for lambda, filter, map, and reduce was added to Python.
First class functions were also introduced in PHP 5.3, Visual Basic 9, C# 3.0,
and C++11.
In Java, anonymous classes can sometimes be used to
simulate closures; however, anonymous classes are not always proper
replacements to closures because they have more limited capabilities.
Java 8 will support lambda expressions as a replacement for some
anonymous classes.

Programming
Como propor o uso da linguagem funcional em
sua empresa?

Programming
sua empresa?
Tenho um problema que faz sentido usar PF ao invés
de PI. “Preciso atender a 1 milhão de requisições simultâneas. Tenho
um data center matador e meu software precisa trabalhar de
maneira concorrente e paralela”.

Programming
sua empresa?
Jeito ERRADO: “Scala é uma linguagem nova e com conceitos
legais! Híbrida, OO e funcional. O código fica bem menos verborrágico.
Além de ser divertido passar e receber funções como parâmetro!
Vamos utilizar!"

Programming

Programming
sua empresa?
Jeito CERTO: “Vamos atender mais usuários sem precisar gastar
com infraestrutura. Nosso ambiente (JVM), já esta pronto para isso.
O sistema vai processar mais vendas e consequentemente lucraremos
mais!”

Conclusão
“Sou desenvolvedor JAVA, adoro escrever getters e
setters igual um maluco e amo JVM”. Utilize SCALA!
“Java é uma porcaria! Odeio a JVM! Fica bem mais rápido e
leve (e colorido) com Ruby”. Utilize ERLANG!
SE faz sentido. POR QUE NÃO?
Tire proveito do Hardware!
Faça mais simples!
lembre-se: Manutenabilidade faz parte da QUALIDADE do
SOFTWARE. No final das contas o que importa é código lipo, modular e
reutilizável. EVITE RETRABALHO!

Perguntas e Contato
ALAN VIDOTTI PRANDO
Linkedin: http://www.linkedin.com/in/avprando
Twitter: @alanprando
E-mail: alan.prando@gmail.com
JOSE RENATO PEQUENO
Linkedin: br.linkedin.com/pub/jose-renato-pequeno/28/524/244/
Twitter: @javalittle
E-mail: jrpequeno@hotmail.com

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