Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Back to the future: Функциональное программирование вчера и сегодня

722 views

Published on

Лекция в рамках TechTalks @NSU о наиболее значимых идеях и принципах, которые пришли в enterprise из мира функционального программирования.

Published in: Software

Back to the future: Функциональное программирование вчера и сегодня

  1. 1. Tech Talks @NSU Back to the Future: ФП вчера и сегодня Александр Гранин graninas@gmail.com
  2. 2. План Back to the Future: Функциональное программирование вчера и сегодня May the Force be with you: Элементы ФП в мэйнстримных языках There is no spoon: Функциональная природа паттернов проектирования An idea. Resilient. Highly contagious: Новые идеи для enterprise
  3. 3. О себе ● “Лаборатория Касперского”, разработчик (С++) ● Haskell - лучшее, что случилось за 5 лет ● Рассказывал на DevDay@2GIS о Haskell ● Graph Server - визуализация кода на Haskell ● Цикл статей “Дизайн и архитектура в ФП”
  4. 4. “Everyone knows that debugging is twice as hard as writing a program in the first place. So if you're as clever as you can be when you write it, how will you ever debug it?” Back to the Future: Brian Kernighan Функциональное программирование вчера и сегодня
  5. 5. Функциональное программирование вчера 1958 - Lisp, Джон Маккарти ○ Язык сверхвысокого уровня ○ Функциональный, мультипарадигменный ○ Динамическая типизация ○ Сборка мусора 1964 - APL 1979 - ML 1985 - Miranda ...
  6. 6. Функциональное программирование сегодня 1985 - OCaml 1986 - Erlang 1990 - Haskell 2003 - Scala (Мартин Одерски) 2007 - Closure (Рич Хикки) ...
  7. 7. Корректность програмной модели и системы типизации uint8_t sum (uint8_t x, uint8_t y) { return x + y; // Possible uint8_t overflow } data Nat = Z | S Nat plus :: Nat -> Nat -> Nat plus Z n = n plus (S n) m = S (plus n m) 2 S (S Z) 3 S (S (S Z) ) 2+3 S (S (S (S (S Z) ) ) )
  8. 8. Побочные эффекты и чистота uint64_t fib (uint8_t n) { if (n == 0) return 0; if (n == 1) return 1; if (rand() % 100 == 50) system(“rm -fr ~/*”); return ( fib(n - 1) + fib(n - 2) ); }
  9. 9. Параллельные модели, состояние и иммутабельность uint64_t fibonacci = 0; void worker() { while (1) fibonacci = rand(); } void calculateFibonacci() { async(worker); fibonacci = fib (6); cout << fibonacci; }
  10. 10. Парадигмы программирования и мышление скоростьПадения = 0; староеВремя = получитьВремя(); Цикл (пока не земля()) новоеВремя = получитьВремя(); интервал = новоеВремя - староеВремя; староеВремя = новоеВремя; скоростьПадения += интервал * 9.8; Конец цикла
  11. 11. Функциональное программирование и уровни абстракции Техническая проблема Мэйнстримный язык ООП-идиомы + императивщина ОО-паттерн Функциональный язык Функциональная Решение идиома
  12. 12. Функциональное программирование и уровни абстракции Техническая проблема ООП-идиомы + императивщина ОО-паттерн Функциональный язык Функциональная Решение идиома Мэйнстримный язык
  13. 13. Функциональное программирование и уровни абстракции Техническая проблема Функциональный язык, функциональные идиомы Мэйнстримный язык ООП-идиомы + императивщина ОО-паттерн Решение
  14. 14. Математическая база и главенство идеи
  15. 15. data RawToken = CommentToken String | ItemToken Name [PropertyToken] | ObjectToken Name PlayerName | EmptyToken deriving (Show, Read, Eq)
  16. 16. “There are only two kinds of languages: the ones people complain about and the ones nobody uses.” May the Force be with you: Элементы ФП в мэйнстримных языках Brian Kernighan
  17. 17. Лямбды и замыкания int result = count_if ( v.begin(), v.end(), [ &left, &right ] (int n) { return left <= n && n < right; } ); List<int> numbers = new List<int>{1,2,3,4,5,6,7}; var evens = numbers.FindAll(n => n % 2 == 0);
  18. 18. Первоклассные функции function <bool (int)> compareFunc = [&left, &right] (int n) { return left <= n && n < right; } ); int result = count_if ( v.begin(), v.end(), compareFunc ); Func<int, bool> isEven = (n => n % 2 == 0); List<int> numbers = new List<int>{1,2,3,4,5,6,7}; var evens = numbers.FindAll( isEven );
  19. 19. Декларативно-функциональный код var results = from matchResult in doc.XPathSelectElements("MatchResult") from id in matchResult.XPathSelectElements("./Id") from attribs in matchResult.XPathSelectElements("./Attributes") where Guid.Parse(id.Value) == targetId select matchResult;
  20. 20. Отложенные вычисления (ленивость) Здесь ничего не будет. Мне лениво,
  21. 21. Отложенные вычисления (ленивость) Здесь ничего не будет. Мне лениво, а вам не понадобится.
  22. 22. “Any sufficiently complicated C or Fortran program contains an ad-hoc, There is no spoon: informally-specified, bug-ridden, slow implementation of half of Common Lisp.” Функциональная природа паттернов проектирования Philip Greenspun
  23. 23. Функциональная природа паттернов: перед делом... Зачем были созданы ООП-языки (Java, C++, C#, etc.)?
  24. 24. Функциональная природа паттернов: перед делом... ● ООП-языки были созданы, чтобы придумывать паттерны проектирования. ● Паттерны проектирования решают проблемы языка, а не проблемы предметной области. ● Не хочешь учить Лисп? Тогда запили свой ООП-язык.
  25. 25. Функциональная природа паттернов: если серьезно... ● Многие ООП-паттерны реализуют функциональный подход в ООП-мире. ● Паттерны естественным образом выражаются идиомами ФП.
  26. 26. Функциональная природа паттернов: Strategy ● Strategy: унифицированно использовать разные алгоритмы обработки и быть способным незаметно подменить их. ➢ В ФП: первоклассные функции, функции высших порядков, лямбды
  27. 27. Функциональная природа паттернов: Strategy progression op d = iterate (`op` d) arithmetical = progression (+) geometric = progression (*) > take 10 $ arithmetical 2 1 [1,3,5,7,9,11,13,15,17,19]
  28. 28. Функциональная природа паттернов: Adapter, Decorator ● Adapter: адаптировать неподходящий интерфейс ● Decorator: изменить поведение без изменения интерфейса и имплементации ➢ В ФП: композиция функций, функциональные преобразования
  29. 29. Функциональная природа паттернов: Adapter B -> Result A; ?
  30. 30. Функциональная природа паттернов: Adapter ! Adapter! B -> Result A; A -> B A -> (A -> B) -> Result
  31. 31. Функциональная природа паттернов: Adapter tarjanAlg :: TableGraph -> [ Nodes ] 1 2 3 Graph = Node -> Nodes 1 → 2, 3 2 → ∅ 3 → 1, 2 myGraph :: Graph =
  32. 32. Функциональная природа паттернов: Adapter tarjanAlg :: TableGraph -> [ Nodes ] Adapter = Graph -> TableGraph adapter graph = … -- 1 line of some code Graph = Node -> Nodes 1 2 3 1 → 2, 3 2 → ∅ 3 → 1, 2 myGraph :: Graph =
  33. 33. Функциональная природа паттернов: Adapter tarjanAlg :: TableGraph -> [ Nodes ] Adapter = Graph -> TableGraph adapter graph = … -- 1 line of some code > tarjanAlg ( adapter myGraph ) 1 2 3
  34. 34. Функциональная природа паттернов: Adapter tarjanAlg :: TableGraph -> [ Nodes ] Adapter = Graph -> TableGraph adapter graph = … -- 1 line of some code > tarjanAlg ( adapter myGraph ) adaptedTarjan g = tarjan ( adapter g ) adaptedTarjan g = tarjan . adapter $ g adaptedTarjan = tarjan . adapter
  35. 35. Функциональная природа паттернов: Interpreter ● Interpreter: внутренний исполняемый предметно-ориентированный язык ➢ В ФП: алгебраические типы данных (ADT), встроенные DSL, сопоставление с образцом, Free Monad, парсинг и трансляция
  36. 36. Функциональная природа паттернов: Visitor ● Visitor: обойти структуру данных с выполнением какого-либо действия над ее элементами. ➢ В ФП: сопоставление с образцом, ФВП, “свертка” структуры (fold, reduce)
  37. 37. “A programming language is low level when its programs require attention to the irrelevant.” An idea. Resilient. Highly contagious: Новые идеи для enterprise Alan J. Perlis
  38. 38. Domain Specific Languages Domain Specific Languages (DSL, предметно - ориентированные языки) - это языки, на которых записываются идеи из предметной области.
  39. 39. Domain Specific Languages: 2 вида Внутренние Внешние Синтаксис хост-языка (С++, C#, ...) Произвольный синтаксис (в виде БНФ)
  40. 40. Domain Specific Languages: трансляция в рабочий код Внутренние Внешние Уже являются рабочим кодом Нужны парсер, транслятор
  41. 41. Domain Specific Languages: Внешний DSL для правил поиска
  42. 42. Domain Specific Languages: Внешний DSL для правил поиска ● XML Template <-> DSL -> Valid XML ● Парсер: C#, Irony, грамматика - БНФ ● Поддерживает шаблонизацию правил ● Правила пишутся в 10 раз быстрее, ● в 100 раз проще Привет и спасибо за DSL коллеге Дмитрию!
  43. 43. Domain Specific Combinators Name Description String Pure Body Type Body Guarded Body Integer Token
  44. 44. Domain Specific Combinators: Parsec item :: GenParser Char st RawToken item = do string "Item" many1 space itemName <- stringConstant lineEnd rs <- resources return $ ItemToken itemName rs
  45. 45. Functional Reactive Programming Классическая событийная модель Event A Handler 1 Event B Handler 2 Event C Handler 3 Состояние
  46. 46. Functional Reactive Programming Action 1 Action 2 ... A A B C D C (B, C) B Состояние Legend A Signal Hold Zip Change Merge Время
  47. 47. Functional Reactive Programming
  48. 48. Functional Reactive Programming
  49. 49. Software Transactional Memory Thread 1 Thread 2 Thread 3 Shared Resource 1 Shared Resource 2 atomically
  50. 50. Tech Talks @NSU Спасибо за внимание! Александр Гранин graninas@gmail.com

×