Форум программистов [Powered by Invision Power Board]

Версия для печати темы
Нажмите сюда для просмотра этой темы в оригинальном формате

Форум программистов > Религиозные войны > Функциональное программирование

Автор: Void 12.10.2005, 20:15

По мотивам ветки http://forum.vingrad.ru/index.php?showtopic=58253, я решил нарушить первую заповедь флеймера – "не создавай свои провокационные топики – используй чужие" smile

Налицо расхожее мнение, что функциональные языки являются чисто академическими инструментами, непригодными для решения практических задач, и вообще, все, для чего они нужны – это заваливать нерадивых студентов на экзамене smile

Почему так? Наверное, тут можно выделить несколько наиболее часто встречающихся (и взаимно пересекающихся) доводов:
1) Не нужны они, и все тут. XXX вполне справляется со своими задачами.
2) Программистов, знающих такие языки, очень мало; и, в отличие от, скажем, перехода Java ->C#, пересадить C++-ника на Haskell быстро не получится. И вообще, нормальному человеку надо вывихнуть мозги, чтобы понять такие вещи.
3) Все прекрасно, но у таких языков нет коммерческой поддержки, нормальных средств разработки, и т. д.

Все это в какой-то мере правда… Но:
Не рассматривая собственно ФЯ, как самоцель, многие вещи, широко распространенные среди ФЯ (и, увы, мало популярные в мэйнстриме), кажутся мне весьма полезными, облегчающими и ускоряющими процесс разработки. Например:

строгая типизация и вывод типов;
функции, как first-class values;
карринг;
соответствие образцу;
элементарные структуры данных на уровне языка (кортежи, списки, etc);
мощные средства метапрограммирования;

(Пример языка, попытавшегося совместить это все с классическим императивным и ОО подходом на базе платформы .NET – http://www.nemerle.org/. По первым впечатлениям, очень приятная штука. Другой распространенный функциональный язык – http://caml.inria.fr/, также не является чисто функциональным и позволяет использовать императивный и ОО стиль.)

Вопросы, на которые мне хотелось бы получить ответ:

Считаете ли Вы функциональные (и вообще, нетрадиционные) языки применимыми в промышленном программировании, и почему.

Считаете ли Вы полезным движение некоторых современных мэйнстримных языков (например, http://rsdn.ru/forum/Message.aspx?mid=1382740&only=1) в сторону ФЯ. Грубо говоря, нужны ли вам эти фичи?

Попробую побыть адвокатом дьявола… тьфу, то есть ФЯ smile

Пока все. Жду помидоров smile

Автор: LSD 12.10.2005, 20:18

Цитата(Void @ 12.10.2005, 21:15)

Пример языка, попытавшегося совместить это все с классическим императивным и ОО подходом на базе платформы .NET – Nemerle.

Для .NET есть компилятор ML-я от MS.

Автор: Void 12.10.2005, 20:23

Цитата(LSD @ 12.10.2005, 22:18)

Для .NET есть компилятор ML-я от MS.

Знаю, знаю и про SML.NET, и про F#. У Nemerle своя специфика (в частности, ИМХО, гораздо более удобная, чем CamlP4, система макросов. Впрочем, я с ним только только начал разбираться).

Автор: Mayk 16.10.2005, 09:57

Пощупал вчера ocaml чуток. hello world вывел smile

Цитата(Void @ 13.10.2005, 00:15)

#
# функции, как first-class values;
# карринг;
# соответствие образцу;
# элементарные структуры данных на уровне языка (кортежи, списки, etc);
# мощные средства метапрограммирования;

Первые три пункта слабо понял

вообщем
smile

Автор: Void 16.10.2005, 13:01

Mayk
ОК, поехали по пунктам:

Цитата

# функции, как first-class values;

Это означает, что язык не делает принципиальных различий между функциями и значениями; ф-ции можно передавать в качестве аргументов другим ф-циями, возвращать и т. д. Указатели на ф-ции в C++ не обеспечивают подобной функциональности. Что-то подобное можно делать в C# 2.0, используя делегаты, анонимные методы и дженерики, но громоздкость синтаксиса оставляет желать много лучшего. Это становится понятно при попытке определить такую элементарную вещь, как композиция ф-ций:

Код

let compose f g = fun x -> f(g x)
let identity = compose sin asin

Код

    delegate RetT Func<ArgT, RetT>(ArgT x);
    
    static Func<ArgT, RetT> Compose<ArgT, Ret1T, RetT>
        (Func<Ret1T, RetT> f, Func<ArgT, Ret1T> g) {
        return delegate(ArgT x) { return f(g(x)); };
    }

Причем вывод типов для аргументов Compose работать не будет, и придется каждый раз явно указывать список дженерик-параметров.
Что нужно наворотить на C++, чтобы записать композицию ф-ций, я боюсь даже представить.

Цитата

# карринг;

Ф-ции, примененная к части своих аргументов, возвращает ф-цию с меньшим числом аргументов - уже заданные фиксированны как константы.

Код

let add x y = x + y
let add2 = add 2
print_int add2 3
(* выведет 5 *)

Предыдущий пример можно переписать с использованием карринга:

Код


let compose f g x = f(g x)
let identity = compose sin asin

identity будет иметь тип float -> float - ф-ции принимающей float, и возвращающей float.
Аналогично можно записать оператор дифференцирования:

Код

let deriv f dx x = (f(x +. dx) -. f x) /. dx
let sin' = deriv sin 0.001

Стоит обратить внимание на специфическую запись операторов - с точкой. За все надо платить, и за вывод типов тоже - в OCaml нет перегрузки ф-ций и операторов. Поэтому даже оператор сложения имеет разную форму для целых ("+") и действительных ("+.") чисел. С другой стороны, позволено объявлять любые собственные операторы.

Цитата

# соответствие образцу;

...или pattern matching. Грубо говоря, pattern-matching - это некий аналог switch, способный оперировать не только над целыми числами или строками, а над любыми типами вообще. В сочетании со способностью OCaml к простому и элегантному объявлению сложных структур данных, получается средство для очень наглядной записи массы алгоритмов. Тот http://forum.vingrad.ru/index.php?showtopic=58253&view=findpost&p=537291 со вставкой в бинарное дерево использует именно сопоставление с образцом.
Вот простой пример, демонстирующий, что switch лекго изображается средствами pattern-matching:

Код

match i with
  0 -> (* do something *)
| 1 -> (* do something *)
| _ -> (* do something else *)

эквивалентно

Код

switch (i) {
case 0: /* do something */ break;
case 1: /* do something */ break;
default: /* do something else */
}

Можно привести пример с определением типа AST арифметического выражения, и вычисления его значения:

Код

type expression =
      Const of float
    | UnaryOp of (float -> float) * expression
    | BinaryOp of (float -> float -> float) * expression * expression
(*типы, перечисленные через "*", обозначают кортеж. Сам кортеж констрируется
перечислением значений через запятую: (2, 3.0) имеет тип int * float.
Тип expression - т. н. вариантный тип (tagged union). *)

let rec eval expr = match expr with
      Const x -> x
    | UnaryOp(f, x) -> f (eval x)
    | BinaryOp(f, x, y) -> f (eval x) (eval y)
(* expr имеет тип: expression -> float *)

Кстати, простейший калькулятор на OCaml пишется строчек в 30.

Как мог, попытался объяснить. При необходимости готов разъяснять и проповедовать дальше smile

Автор: Mayk 16.10.2005, 13:16