Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Czyli funkcyjny.NET Jakub Rusiłko F#. PLAN PREZENTACJI Wstęp Co to jest programowanie funkcyjne C# vs F# Cechy języka F# Typy Currying i Partial Function.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Czyli funkcyjny.NET Jakub Rusiłko F#. PLAN PREZENTACJI Wstęp Co to jest programowanie funkcyjne C# vs F# Cechy języka F# Typy Currying i Partial Function."— Zapis prezentacji:

1 Czyli funkcyjny.NET Jakub Rusiłko F#

2 PLAN PREZENTACJI Wstęp Co to jest programowanie funkcyjne C# vs F# Cechy języka F# Typy Currying i Partial Function Application OOP w F# Asynchroniczność w F#

3 WSTĘP Kim jestem? Dlaczego F# i co fajnego jest w programowaniu funkcyjnym?

4 ZNIECHĘCAJĄCY KOD FUNKCYJNY ((n.lisp_token_pos_guess is to) ((year)) ((p.lisp_token_pos_guess is sym) ((pp.lisp_token_pos_guess is sym) ((cardinal)) ((lisp_num_digits < 4.6)((year)) ((digits)))) ((lisp_num_digits < 4.8) ((name < 2880) ((name < ) ((name < )((cardinal))((year))) ((year))) ((cardinal))) ((cardinal)))))))))

5 POGRAMOWANIE FUNKCYJNE – KILKA DEFINICJI Programowanie funkcyjne (z wikipedii) – filozofia i metodyka programowania będąca odmianą programowania deklaratywnego, w której funkcje należą do wartości podstawowych, a nacisk kładzie się na wartościowanie (często rekurencyjnych) funkcji, a nie na wykonywanie poleceń. Programowanie funkcyjne jest jak opisywanie twojego zadania matematykowi. Programowanie imperatywne jest jak wydawanie instrukcji idiocie. Programowanie funkcyjne traktuje wykonanie programu jak ewaluację funkcji matematycznej i stara się unikać stanu oraz zmiennych.

6 PODZIAŁ JĘZYKÓW FUNKCYJNYCH języki czysto funkcyjne - nie ma zmiennych, nie ma efektów ubocznych, leniwe wartościowanie, we/wy musi się odbywać alternatywnym sposobem, jak na przykład monady (np. Haskell) języki mieszane - można stosować zmienne, tworzyć efekty uboczne, tradycyjne we/wy, mieszać styl funkcyjny z imperatywnym lub obiektowym, wartościowanie przeważnie zachłanne (np. Lisp, Clojure, Scheme, Erlang, Scala, F#)

7 KIEDY PROGRAMOWANIE FUNKCYJNE MOŻE OKAZAĆ CI SIĘ POMOCNE Gdy masz trudności z przewidzeniem rezultatu zmian w swoim kodzie z powodu ukrytych zależności i subtelności Gdy zdajesz sobie sprawę, że ciągle tworzysz te same wzorce i szablony poświęcając mało czasu na kluczowe i interesujące aspekty problemu Masz trudności z analizą swojego kodu i martwisz się tym, czy dany fragment zostanie wykonany we właściwej kolejności i przy odpowiednich warunkach Masz trudności z wyrażaniem abstrakcji, która ukrywa JAK kod ma się wykonać, a wyraża tylko CO chcesz osiągnąć Masz problemy z ogarnięciem kontroli nad kodem asynchronicznym Gdy kod zachowuje się inaczej na produkcji i inaczej podczas testów jednostkowych

8 F# - HISTORIA Początki programowania funkcyjnego to Information Processing Language z 1956, a potem Lisp w 1958 Języki funkcyjne szybko zostały wyparte przez języki imperatywne jak Fortran (1957) czy COBOL (1959) W 1973 powstaje język ML. Jest on na tyle dobry, że powstaje wiele języków pochodnych jak Standard ML, Caml i OCaml, który łączy styl funkcyjny z obiektowo zorientowanym stylem imperatywnym W 2005 powstaje F#, który w dużej mierze jest.NETową implemantacją OCamla.

9 CECHY JĘZYKA F# Statycznie typowany – kompilator zna typy zmiennych i funkcji w momencie kompilacji Silnie typowany – zmienne nie zmieniają swojego typu F# nie przeprowadza automatycznego rzutowania typów (tak jak C# czy VB), trzeba rzutować explicite Zachęca do tworzenia kodu z użyciem zmiennych niemutowalnych, ale pozwala używać zmiennych mutowalnych, jeśli jest to konieczne Pozwala na korzystanie z bibliotek napisanych w innych językach rodziny.NET i bez problemu się z nimi łączy Łączy zalety języka funkcyjnego z obiektowym Zamiast nawiasów klamrowych { i } stosuje wcięcia linii Wnioskowanie typów ( Type Inference ) – analogicznie do var w C#

10 CECHY JĘZYKA F# Nie używamy słowa return – zwrot wartości z funkcji jest automatyczny Unit zamiast void Automatyczna generalizacja Kolejność plików w projekcie ma znaczenie

11 PROSTY PROGRAM W F# open System let a = 2 Console.WriteLine a

12 PROSTY PROGRAM W C# using System; namespace ConsoleApplication1 { class Program { static int a() { return 2; } static void Main(string[] args) { Console.WriteLine(a); }

13 F# INTERACTIVE Interaktywna konsola wspomagająca programowanie DEMO

14 TYPY W F# Typy proste (int, char, float, …) Typy z bibliotek.NET Typy właściwe dla F#

15 TUPLES (KROTKI) 1.let t1 = (2,3) 2.let t2 = ("hello",42) 3.let t3 = (42,true,"hello") 4.let z = 1,true,"hello",3.14 // "construct" 5.let z1,z2,z3,z4 = z // "deconstruct" 6.let _,z5,_,z6 = z // ignore 1st and 3rd elements 7.let first = fst t1 8.let second = snd t1

17 RECORDS (REKORDY) 1.type ComplexNumber = { real: float; imaginary: float } 2.type GeoCoord = { lat: float; long: float } 3.let myGeoCoord = { lat = 1.1; long = 2.2 } // "construct" 4.let { lat=myLat; long=myLong } = myGeoCoord // "deconstruct 5.let x = myGeoCoord.lat 6.let g1 = {lat=1.1; long=2.2} 7.let g2 = {g1 with lat=99.9} // create a new one

18 DISCRIMINATED UNION TYPE Typ będący sumą kilku typów type IntOrBool = | I of int | B of bool type Person = {first:string; last:string} // define a record type type IntOrBool = I of int | B of bool type MixedType = | Tup of int * int // a tuple | P of Person // use the record type defined above | L of int list // a list of ints | U of IntOrBool // use the union type defined above

19 DISCRIMINATED UNION VS ENUM ORAZ PATTERN MATCHING type SizeUnion = Small | Medium | Large // union type ColorEnum = Red=0 | Yellow=1 | Blue=2 // enum DEMO

20 NULL I OPTION TYPE W czystym F# nie ma pojęcia nulla (istnieje tylko w celu kompatybilności z.net) Aby oznaczyć brak wartości stosujemy Option Type Podobne do Nullable w C# z tą różnicą, że Option można użyć z dowolnym typem (również na typach referencyjnych, klasach, itp.) type Option = | Some of 'a | None DEMO

21 UNITS OF MEASURE [ ] type m [ ] type sec [ ] type kg let distance = 1.0 let time = 2.0 let speed = 2.0 let acceleration = 2.0 let force = 5.0 [ ] type N = m/sec^2

22 KOLEKCJE - LISTY let numbers = [1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10] let numbers2 = 1 :: 2 :: 3 :: 4 :: [] let numbers3 = [1.. 5] let numbers4 = [ ] let numbers5 = List.init 10 (fun i -> i) DEMO

23 KOLEKCJE - SEKWENCJE Są podobne do list z tą różnicą, że ich wartości są wyliczane na bieżąco, gdy są potrzebne (leniwie - LAZY ) let sequence1 = seq { } let sequence2 = seq { } let sequence3 = seq { for a in do yield a, a*a, a*a*a } DEMO

24 NIEZMIENNOŚĆ ( IMMUTABILITY ) Słowo kluczowe let definiuje wartość Value Binding – (wiązanie wartości) pozwala powiązać wartość z symbolem Niezmienność wymusza inne spojrzenie na problemy Każda kolejna operacja na zadeklarowanej wartości tworzy nową wartość (nie zmienia starej) – analogia do typu string z C# Rekurencja zamiast pętli Niezmienność zachęca do używania pojedynczych wyrażeń zamiast sekwencji poleceń sprawiając, że program jest bardziej deklaratywny Przykład w C#: var res = ImmutableList.Empty ().Add(1).Add(3).Add(5).Add(7); //Sytem.Collections.Immutable (.NET 4.5)

25 FUNKCJE JAKO WARTOŚCI Funkcja jest wartością i może być użyta w każdej sytuacji, w której możemy użyć zwykłego inta czy stringa ( First-class functions ), każda funkcja ma typ (w C# używamy do tego delegatów, w F# typ jest właściwością samej funkcji) W szczególności funkcja może być parametrem do innej funkcji lub wynikiem wyjściowym funkcji – funkcje wyższego rzędu ( Higher-order functions ) DEMO (agregacja)

26 SYGNATURA FUNKCJI int -> int -> int int -> unit unit -> string int -> (unit -> string) 'a list -> 'a ('a -> bool) -> 'a list -> 'a list DEMO

27 CURRYING Ale dlaczego sygnatury funkcji nie rozróżniają między parametrami a typem wyjściowym? CURRYING – rozbijanie wieloargumentowych funkcji na mniejsze jedno-parametrowe funkcje Haskell Curry – matematyk, który przyczynił się do rozwoju programowania funkcyjnego int -> int -> int jest tak naprawdę połączeniem więcej niż jednej funkcji Nie musimy się tym martwić, kompilator robi to za nas automatycznie DEMO

28 PARTIAL FUNCTION APPLICATION Dzięki curryingowi wywołanie funkcji z mniejszą ilością parametrów, niż to wynika z definicji funkcji, jest dozwolonym działaniem Wywołanie funkcji z n-początkowymi parametrami zwróci nową funkcję przyjmującą pozostałe (z oryginalnej funkcji) parametry Właściwość ta jest jednym z najważniejszych narzędzi programowania funkcyjnego DEMO

29 KILKA CIEKAWYCH OPERATORÓW |>- forward pipe operator – przekazuje rezultat operacji po lewej stronie do funkcji po prawej stronie <|- backward pipe operator >>- forward composition operator - złożenie funkcji <<- backward composition operator - złożenie funkcji (w odwrotnej kolejności) DEMO

30 OBIEKTOWY F# Pozwala zaimplementować algorytmy obiektowe 1 do 1 Ułatwia integrację z.NETem Dla początkujących może przysłonić korzyści płynące z programowania czysto funkcyjnego Nie współpracuje dobrze z funkcjami wyższego poziomu oraz z wnioskowaniem typów DEMO

31 OBJECT EXPRESSIONS Pozwala implementować interfejs w locie bez potrzeby tworzenia klasy let makeResource name = { new System.IDisposable with member this.Dispose() = printfn "%s disposed" name }

32 ASYNCHRONOUS WORKFLOWS DEMO

33 MESSAGES AND AGENTS MailboxProcessor implementuje podejście bazujące na agentach i wiadomościach (kolejki wiadomości) Działa w osobnym wątku Pozwala łatwo zarządzać dzielonymi zasobami bez zakleszczeń Umożliwia łatwe rozdzielenie odpowiedzialności poprzez tworzenie osobnych agentów obsługujących różne rzeczy DEMO

34 QUICKSORT C# public class QuickSortHelper { public static List QuickSort (List values) where T : IComparable { if (values.Count == 0) { return new List (); } T firstElement = values[0]; var smallerElements = new List (); var largerElements = new List (); for (int i = 1; i < values.Count; i++) { var elem = values[i]; if (elem.CompareTo(firstElement) < 0) { smallerElements.Add(elem); } else {largerElements.Add(elem);} } var result = new List (); result.AddRange(QuickSort(smallerElements.ToList())); result.Add(firstElement); result.AddRange(QuickSort(largerElements.ToList())); return result; }

35 QUICKSORT F# - W STYLU FUNKCYJNYM let rec quicksort list = match list with | [] -> [] | firstElem::otherElements -> let smallerElements = otherElements |> List.filter (fun e -> e quicksort let largerElements = otherElements |> List.filter (fun e -> e >= firstElem) |> quicksort List.concat [smallerElements; [firstElem]; largerElements] let rec quicksort2 = function | [] -> [] | first::rest -> let smaller,larger = List.partition ((>=) first) rest List.concat [quicksort2 smaller; [first]; quicksort2 larger]

36 ŹRÓDŁA Real-World Functional Programming, Tomas Petricek i Jon Skeet, Manning Publications, 2010

37 KONIEC


Pobierz ppt "Czyli funkcyjny.NET Jakub Rusiłko F#. PLAN PREZENTACJI Wstęp Co to jest programowanie funkcyjne C# vs F# Cechy języka F# Typy Currying i Partial Function."

Podobne prezentacje


Reklamy Google