Programowanie funkcyjne w Pythonie




               Programowanie funkcyjne w Pythonie

                                ...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Wprowadzenie
     Paradygmaty programowania



Algorytm


      algorytm mat. ściśle ...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Wprowadzenie
     Paradygmaty programowania



Paradygmaty programowania



         ...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Wprowadzenie
     Paradygmaty programowania



Modele matematyczne

      Maszyna Tur...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Wprowadzenie
     Programowanie funkcyjne



Cechy języków funkcyjnych



           ...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Wprowadzenie
     Programowanie funkcyjne



Zalety bezstanowości


              Fun...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Operacje na funkcjach



Funkcje jako pojęcia podstawowe


   ...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Operacje na funkcjach



Funkcje jako pojęcia podstawowe


   ...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Operacje na funkcjach



Domknięcie (ang. closure)

      Funk...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Operacje na funkcjach



Domknięcie (ang. closure)

      Funk...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Operacje na funkcjach



Dekorator jako zastosowanie domknięci...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Operacje na funkcjach



Dekorator jako zastosowanie domknięci...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Liczby pierwsze imperatywnie



Liczby pierwsze



      Liczb...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Liczby pierwsze imperatywnie



Liczby pierwsze imperatywnie

...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Liczby pierwsze imperatywnie



Liczby pierwsze imperatywnie

...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Funkcje map, filter i reduce



Funkcje map, filter i reduce

 ...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Funkcje map, filter i reduce



Dlaczego map i reduce są tak uż...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Funkcje map, filter i reduce



Liczby pierwsze, podejście drug...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Funkcje map, filter i reduce



Liczby pierwsze, podejście drug...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Funkcje map, filter i reduce



Liczby pierwsze, podejście drug...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Funkcje map, filter i reduce



Liczby pierwsze, podejście drug...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Funkcje map, filter i reduce



Liczby pierwsze, podejście drug...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     List comprehensions



List comprehensions


              Moż...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     List comprehensions



List comprehensions


              Moż...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     List comprehensions



List comprehensions


              Moż...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     List comprehensions



Liczby pierwsze, trzecie podejście



 ...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     List comprehensions



Liczby pierwsze, trzecie podejście



 ...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Strumienie



Generatory, iteratory i strumienie


      Czy m...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Strumienie



Liczby pierwsze, czwarte podejście



      def ...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Strumienie



Liczby pierwsze, czwarte podejście



      def ...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Kwantyfikatory



Kwantyfikatory


      Można jeszcze lepiej! (...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Kwantyfikatory



Liczby pierwsze, finał



      def is_prime(n...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Kwantyfikatory



Liczby pierwsze, finał



      def is_prime(n...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Python funkcyjnie
     Kwantyfikatory



Liczby pierwsze, finał



      def is_prime(n...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Podsumowanie




Podsumowanie



              Podejście funkcyjne zmienia punkt widz...
Programowanie funkcyjne w Pythonie
  Podsumowanie




Dziękuję




                                     λ
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Programowanie funkcyjne w Pythonie

7,636 views
7,499 views

Published on

Talk on functional programming in Python (in Polish) presented at the first Kraków Python Users Group meeting.

Published in: Technology
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
7,636
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
382
Actions
Shares
0
Downloads
36
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Programowanie funkcyjne w Pythonie

  1. 1. Programowanie funkcyjne w Pythonie Programowanie funkcyjne w Pythonie Adam Byrtek adambyrtek@gmail.com Kraków, 28 stycznia 2008r.
  2. 2. Programowanie funkcyjne w Pythonie Wprowadzenie Paradygmaty programowania Algorytm algorytm mat. ściśle określony ciąg czynności, których wykonanie prowadzi do rozwiązania jakiegoś zadania Jak wytłumaczyć mamie czym jest programowanie? Najbardziej intuicyjne podejście Komputer w zasadzie tak właśnie działa Ale to nie jedyne podejście!
  3. 3. Programowanie funkcyjne w Pythonie Wprowadzenie Paradygmaty programowania Paradygmaty programowania Imperatywne – lista rozkazów dla komputera Obiektowe – opis interakcji między obiektami Funkcyjne – bezstanowe operacje na funkcjach „Jak obliczać?” vs „Co obliczać?”
  4. 4. Programowanie funkcyjne w Pythonie Wprowadzenie Paradygmaty programowania Modele matematyczne Maszyna Turinga (Alan Turing) Rachunek lambda λ (Alonzo Church) TRUE := λxy .x FALSE := λxy .y Obliczeniowo równoważne (twierdzenie Churcha-Turinga)
  5. 5. Programowanie funkcyjne w Pythonie Wprowadzenie Programowanie funkcyjne Cechy języków funkcyjnych Funkcje to podstawowe pojęcia (ang. first-class) Funkcje mogą operować na funkcjach (ang. high-order) Powszechnie stosowana rekurencja (zamiast pętli) Listy podstawową strukturą danych (np. LISP) Brak efektów ubocznych (globalnego stanu)
  6. 6. Programowanie funkcyjne w Pythonie Wprowadzenie Programowanie funkcyjne Zalety bezstanowości Funkcje są idempotentne Kolejność obliczeń nie ma znaczenia „Leniwe” obliczenia (ang. laziness) Możliwość redukcji i optymalizacji Możliwość przetwarzania rozproszonego Łatwość debugowania i testowania W praktyce efektów ubocznych nie można uniknąć – ale można je ograniczać i izolować
  7. 7. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Operacje na funkcjach Funkcje jako pojęcia podstawowe Lambda definiuje anonimowe funkcje def square(x): return x**2 równoważne square = lambda x: x**2
  8. 8. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Operacje na funkcjach Funkcje jako pojęcia podstawowe Lambda definiuje anonimowe funkcje def square(x): return x**2 równoważne square = lambda x: x**2
  9. 9. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Operacje na funkcjach Domknięcie (ang. closure) Funkcja z dołączonym środowiskiem def get_taxer(rate): def taxer(amount): return amount * (float(rate) / 100) return taxer tax1 = get_taxer(22) tax2 = get_taxer(7) Analogia do obiektu i wzorca command pattern w OOP
  10. 10. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Operacje na funkcjach Domknięcie (ang. closure) Funkcja z dołączonym środowiskiem def get_taxer(rate): def taxer(amount): return amount * (float(rate) / 100) return taxer tax1 = get_taxer(22) tax2 = get_taxer(7) Analogia do obiektu i wzorca command pattern w OOP
  11. 11. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Operacje na funkcjach Dekorator jako zastosowanie domknięcia def log(func): def l(arg): print arg return func(arg) return l @log def square(x): return x**2 Analogia do wzorca decorator w OOP
  12. 12. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Operacje na funkcjach Dekorator jako zastosowanie domknięcia def log(func): def l(arg): print arg return func(arg) return l @log def square(x): return x**2 Analogia do wzorca decorator w OOP
  13. 13. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Liczby pierwsze imperatywnie Liczby pierwsze Liczba naturalna n jest liczbą pierwszą wtedy i tylko wtedy, gdy ¬∃k ∈ [2, n) : n ≡ 0 mod k Jak powyższe wyrażenie zapisać w postaci algorytmu?
  14. 14. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Liczby pierwsze imperatywnie Liczby pierwsze imperatywnie def is_prime(n): k = 2 while k < n: if n % k == 0: return False k += 1 return True Lista poleceń do wykonania Lokalne efekty uboczne
  15. 15. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Liczby pierwsze imperatywnie Liczby pierwsze imperatywnie def is_prime(n): k = 2 while k < n: if n % k == 0: return False k += 1 return True Lista poleceń do wykonania Lokalne efekty uboczne
  16. 16. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Funkcje map, filter i reduce Funkcje map, filter i reduce Funkcje wyższego rzędu, operujące na listach (sekwencjach) Zastosowanie funkcji dla każdego elementu map(lambda x: x**2, range(1,5)) -> [1, 4, 9, 16] Wybieranie elementów spełniających predykat filter(lambda x: x%2==0, range(10)) -> [0, 2, 4, 6, 8] Łączenie elementów listy (tu lepiej użyć sum) reduce(lambda x,y: x+y, [7, 3, 12]) -> 22
  17. 17. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Funkcje map, filter i reduce Dlaczego map i reduce są tak użyteczne? Bardzo wiele problemów można do nich zredukować Pozwalają uprościć skomplikowane pętle Możliwość rozproszenia obliczeń (patrz Google MapReduce)
  18. 18. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Funkcje map, filter i reduce Liczby pierwsze, podejście drugie def is_prime(n): len(filter(lambda k: n%k==0, range(2,n))) == 0 def primes(m): filter(is_prime, range(1,m)) „Czy lista nietrywialnych dzielników jest pusta?” Brak efektów ubocznych (stanu) return celowo pominięte, dla czytelności
  19. 19. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Funkcje map, filter i reduce Liczby pierwsze, podejście drugie def is_prime(n): len(filter(lambda k: n%k==0, range(2,n))) == 0 def primes(m): filter(is_prime, range(1,m)) „Czy lista nietrywialnych dzielników jest pusta?” Brak efektów ubocznych (stanu) return celowo pominięte, dla czytelności
  20. 20. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Funkcje map, filter i reduce Liczby pierwsze, podejście drugie def is_prime(n): len(filter(lambda k: n%k==0, range(2,n))) == 0 def primes(m): filter(is_prime, range(1,m)) „Czy lista nietrywialnych dzielników jest pusta?” Brak efektów ubocznych (stanu) return celowo pominięte, dla czytelności
  21. 21. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Funkcje map, filter i reduce Liczby pierwsze, podejście drugie def is_prime(n): len(filter(lambda k: n%k==0, range(2,n))) == 0 def primes(m): filter(is_prime, range(1,m)) „Czy lista nietrywialnych dzielników jest pusta?” Brak efektów ubocznych (stanu) return celowo pominięte, dla czytelności
  22. 22. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Funkcje map, filter i reduce Liczby pierwsze, podejście drugie def is_prime(n): len(filter(lambda k: n%k==0, range(2,n))) == 0 def primes(m): filter(is_prime, range(1,m)) „Czy lista nietrywialnych dzielników jest pusta?” Brak efektów ubocznych (stanu) return celowo pominięte, dla czytelności
  23. 23. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie List comprehensions List comprehensions Można to zrobić jeszcze lepiej! List comprehensions, zapożyczone z Haskella [i**2 for i in range(1,10) if i%2==0] -> [4, 16, 36, 64] Odpowiednik zapisu matematycznego (nie do końca!) {i 2 | i ∈ N, i ∈ [1, 10) : i ≡ 0 mod 2} Zastępuje map i filter (nawet lambda) Znacznie upraszcza skomplikowane wyrażenia
  24. 24. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie List comprehensions List comprehensions Można to zrobić jeszcze lepiej! List comprehensions, zapożyczone z Haskella [i**2 for i in range(1,10) if i%2==0] -> [4, 16, 36, 64] Odpowiednik zapisu matematycznego (nie do końca!) {i 2 | i ∈ N, i ∈ [1, 10) : i ≡ 0 mod 2} Zastępuje map i filter (nawet lambda) Znacznie upraszcza skomplikowane wyrażenia
  25. 25. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie List comprehensions List comprehensions Można to zrobić jeszcze lepiej! List comprehensions, zapożyczone z Haskella [i**2 for i in range(1,10) if i%2==0] -> [4, 16, 36, 64] Odpowiednik zapisu matematycznego (nie do końca!) {i 2 | i ∈ N, i ∈ [1, 10) : i ≡ 0 mod 2} Zastępuje map i filter (nawet lambda) Znacznie upraszcza skomplikowane wyrażenia
  26. 26. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie List comprehensions Liczby pierwsze, trzecie podejście def is_prime(n): True not in [n%k==0 for k in range(2,n)] def primes(m): [n for n in range(1,m) if is_prime(n)] Czy w dwóch ostatnich wersjach występuje jakiś problem?
  27. 27. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie List comprehensions Liczby pierwsze, trzecie podejście def is_prime(n): True not in [n%k==0 for k in range(2,n)] def primes(m): [n for n in range(1,m) if is_prime(n)] Czy w dwóch ostatnich wersjach występuje jakiś problem?
  28. 28. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Strumienie Generatory, iteratory i strumienie Czy musimy przechodzić przez całą listę? Iteratory to „leniwe” sekwencje Generator expressions tworzą iteratory (i**2 for i in xrange(1,10) if i%2==0) -> <generator object at 0x12c4850> W programowaniu funkcyjnym mówimy o strumieniach
  29. 29. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Strumienie Liczby pierwsze, czwarte podejście def is_prime(n): True not in (n%k==0 for k in xrange(2,n)) is_prime(100000000) -> False Leniwe wyznaczanie wartości wyrażeń
  30. 30. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Strumienie Liczby pierwsze, czwarte podejście def is_prime(n): True not in (n%k==0 for k in xrange(2,n)) is_prime(100000000) -> False Leniwe wyznaczanie wartości wyrażeń
  31. 31. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Kwantyfikatory Kwantyfikatory Można jeszcze lepiej! (Python 2.5) any(seq) zwraca prawdę jeśli co najmniej jeden element sekwencji jest prawdziwy (istnieje) all(seq) zwraca prawdę jeśli wszystkie elementy sekwencji są prawdziwe (dla każdego) „Krótkie spięcie” podobnie jak w przypadku operatorów logicznych
  32. 32. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Kwantyfikatory Liczby pierwsze, finał def is_prime(n): not any(n%k==0 for k in xrange(2,n)) Czy to coś przypomina?
  33. 33. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Kwantyfikatory Liczby pierwsze, finał def is_prime(n): not any(n%k==0 for k in xrange(2,n)) Czy to coś przypomina? ¬∃k ∈ [2, n) : n ≡ 0 mod k
  34. 34. Programowanie funkcyjne w Pythonie Python funkcyjnie Kwantyfikatory Liczby pierwsze, finał def is_prime(n): not any(n%k==0 for k in xrange(2,n)) Czy to coś przypomina? ¬∃k ∈ [2, n) : n ≡ 0 mod k Tadam!
  35. 35. Programowanie funkcyjne w Pythonie Podsumowanie Podsumowanie Podejście funkcyjne zmienia punkt widzenia na programowanie Warto je poznać, i korzystać z niego tam, gdzie ma to sens
  36. 36. Programowanie funkcyjne w Pythonie Podsumowanie Dziękuję λ

×