programação funcional

PROGRAMAÇÃOFUNCIONAL

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@NatanJMai

HISTÓRIA

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1930 1950 1970 - 1980

Criação do Cálculo Lambda, por

Alonzo Church. Uma maneira de

expressar computações na

forma de funções.

Criação da linguagem LISP,

baseada no Cálculo Lambda, por John

McCarty. Linguagem muito

utilizada até hoje.

David Turner desenvolve

algumas linguagens,

empregando lazy evaluation.

O QUE É?

Programação Funcional

❏ Paradigma diferente que trata todas as computações em forma de funções. Enfatiza o uso de funções e evita o uso de variáveis e estados.

❏ Experiência em outros paradigmas não facilita tanto a programação funcional.

Outros paradigmas:

● Imperativa● Procedural● Lógica● Orientada a objetos.

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O QUE É?

Programação Funcional

❏ Diferente do paradigma imperativa, aqui não escrevemos “como fazer algo”, mas sim “o que queremos fazer”

Outros paradigmas:

● Imperativa● Procedural● Lógica● Orientada a objetos.

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- Funcional: Funções, expressões, recursividade.- Imperativa: Atribuições, variáveis, estados.- O. Objetos: Objetos, classes, métodos.

FUNCIONAL vs IMPERATIVA

❏ Funções são as principais formas de transformar dados;

❏ Ao contrário da imperativa, onde valores podem ser alterados, na funcional os valores são imutáveis (immutable state).

❏ Sem loops (while, for, etc) e sim com recursão. Recursividade é a principal forma de iteração entre algo.

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FUNCIONAL vs IMPERATIVA

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Funcional Imperativa

FocoQual informação é desejada e quais transformações são necessárias

Sequência de passos e tarefas para obter as informações.

Estados Não existe. É a base da programação.

Ordem Execução

Baixa importância. É a base da programação.

Fluxos.Chamadas de funções, recursividade.

Loops, if’s.

Sequência:- Avaliação preguiçosa- Funções Anônimas- Compreensão de listas - Funções de primeira classe- Funções de alta ordem- Currying- Estados imutáveis.

CARACTERÍSTICAS

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AVALIAÇÃO PREGUIÇOSA

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AVALIAÇÃO PREGUIÇOSA

❏ Uma expressão / função não é valorada caso não seja utilizável durante o programa. Assim, os valores que não serão utilizados, não serão computados.

- Ex.: Imagine passar 3 parâmetros para uma função, mas que conforme a sequência precise utilizar apenas 2 deles. Em funções em linguagens como C, Java, os 3 seriam computados.

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AVALIAÇÃO PREGUIÇOSA

❏ O principal ganho com lazy evaluation além do desempenho, é a habilidade de criarmos estruturas de dados infinitas.

- Como trabalhar facilmente com uma lista infinita?

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:|

AVALIAÇÃO PREGUIÇOSA

❏ Exemplo de trabalho com uma lista infinita em Haskell:

> [1..]

> [1, 2, 3, 4, ..]

> take 10 [1..]

> [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ..]

> take 5 [2, 4..]

> [2, 4, 6, 8, 10]

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AVALIAÇÃO PREGUIÇOSA

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LAZINESS IS NOT ALWAYS

BAD.

FUNÇÕES ANÔNIMAS

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❏ Funções não necessitam de declaração e especificação. Não precisam nem mesmo de um nome, por isso são conhecidas como anônimas. Já não são exclusividade de linguagens funcionais.

Python:> f = lambda x: x * x

> f (3)

> 9

Haskell: \x -> x * x

> (\x -> x * x) 3

> 9

COMPREENSÃO DE LISTAS

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❏ É uma forma muito simples de trabalhar com listas de dados, tendo em vista que é baseado na notação de definição de conjunto.

Ex.: ➔ S = { x² | x pertença aos números naturais }➔ Haskell:

> [ x ^ 2 | x <- [0..]]

COMPREENSÃO DE LISTAS

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❏ Alguns exemplos da utilidade da compreensão de listas em Haskell.

Ex.: Soma dos quadrados dos 10 primeiros números > 2.

> sum [ x ^ 2 | x <- take 10 [3..]]> 645

COMPREENSÃO DE LISTAS

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Ex .: Quadrado dos 10 primeiros ímpares a partir de 3.

> [x ^ 2 | x <- filter odd (take 10 [3..])]

> [ 3², 5², 7², 9², 11²]

> [ 9, 25, 49, 81, 121 ]

FUNÇÕES DE PRIMEIRA CLASSE

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❏ Possibilidade de armazenar funções em variáveis.

❏ Passagens de funções como parâmetro, para outras funções.

- De forma geral, as funções de primeira classe são tratadas, criadas e utilizadas em qualquer lugar, assim como valores normais.

FUNÇÕES DE PRIMEIRA CLASSE

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❏ Passagens de funções como parâmetro, para outras funções.

- Ex .: (Haskell)

> map flisol [2, 4, 6, 8]

> [4, 8, 12, 16]

> :t map> map :: (a -> b) -> [a] -> [b]

> flisol :: Float -> Float

> flisol x = (x / 2) * 4

> :t flisol> flisol :: Float -> Float

FUNÇÕES DE ALTA ORDEM

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❏ Função que recebe funções como parâmetro.

❏ Função que retorna uma outra função.

> map flisol [2, 4, 6, 8]

> [4, 8, 12, 16]

> :t map> map :: (a -> b) -> [a] -> [b]

Função

- Importante na definição do que de fato “é”.

- Podemos passar qualquer função para map.

Parâmetro

Saída

CURRYING

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❏ Técnica de transformação de uma função com múltiplos parâmetros em uma cadeia de funções com apenas um parâmetro.

> function f(x, y) {

return x + y;

}

> function g(x, y) {

return function (y){

return x + y;

};

}

- f(x, y) == g(x, y)

CURRYING

❏ Em Haskell, todas as funções são de apenas 1 parâmetro, o que ocorre é a utilização da técnica de Currying.

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> max 4 5

> 5

> (max 4) 5

> 5

> div :: (Floating a) => a -> a

> div = ( / 10)

> (div) 100

> 10

Com Currying, é criado uma função que recebe 4 e retorna uma função que espera um parâmetro, neste caso, o 5.

ESTADOS IMUTÁVEIS

❏ Não é possível alterar o estado de algo, embora possamos criar um novo estado a partir do mesmo.

❏ Excelente vantagem quando trabalhado em softwares que necessitam de concorrência e paralelismo.

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> fl = 2

> fli = fl + 1

> fli = 3

CORRETO!.

> fl = 2

> fl = flisol + 1

ERRO!.

CURIOSIDADES (Erlang)

- github.com/erlang/otp- www.erlang.org/- Utilizada amplamente no setor de telecomunicações, além de serviços em banco de dados.

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- Amazon- Yahoo- Facebook (Chat)- WhatsApp- Ericsson.

CURIOSIDADES (Scala)

- github.com/scala/scala- www.scala-lang.org/- Um ponto forte é a criação de linguagens de domínio específico (DSL), como a Rogue.

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- Linkedin- Twitter- Foursquare- Sony

- www.haskell.org/- www.haskell.org/community- Finanças, web startups, design de hardware, e até fabricantes de cortadores de grama.

CURIOSIDADES (Haskell)

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- Facebook- Google- Intel- etc.

- Utilizado como linguagem de extensão do software de CAD AutoCAD, desenvolvido pela AutoDesk. - Lisp foi utilizado para desenvolver o primeiro sistema computacional de matemática simbólica, o Macsyma.

CURIOSIDADES (Lisp)

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- AutoCAD- Emacs- Orbitz- etc.

LISP

EXEMPLOS

❏ Soma dos números ímpares de 0 a 300.

Haskell

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> sum (filter odd [0..300])

> 22500

Odd - Ímpar (bool)

Sum - Soma a lista

Filter - Filtro

EXEMPLOS

❏ Números entre 0 e 100 divisíveis por 3.

Haskell

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> filter p [1..100]

> where p x =

> x `mod` 3 == 0

> [3,6,9,12,15,18,21,24,27,30,33,36,39,42,45,48,51,54,57,60,63,66,69,72,75,78,81,84,87,90,93,96,99]

EXEMPLOS

❏ Soma dos 5 primeiros números maiores que 0 tal que o seu quadrado seja maior que 1000.

Haskell

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> sum (take 5 [x | x <- [0..], x ^ 2 > 1000])

> 170

EXEMPLOS

❏ Fatorial

Haskell

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> fat :: (Num a, Eq a) => a -> a

> fat 0 = 1

> fat x = x * fat (x - 1)

> fat 5

> 120

EXEMPLOS

❏ (x, y, z) tal que (x, y, z) <= 50 e 2x + y - z = 1

3x - y + 2z = 7

x + y + z = 6

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> [(x, y, z) | x <-[0..50], y <- [0..50], z <-[0..50],

(2 * x + y - z) == 1,

(3 * x - y + 2 * z) == 7,

(x + y + z) == 6]

> [(1, 2, 3)]

Haskell

MAIS?

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❏ Learn You a Haskell(learnyouahaskell.com)

❏ Functional programming in Scala(Coursera, Martin Odersky) - Desenvolvedor da linguagem.

❏ Diversos projetos no Github.

- Natan J. Mai- Estudante de Ciência da Computação, UFFS.- Estudo por conta própria alguns assuntos do meu interesse. Linguagem de programação acabou se tornando um deles.

SOBRE

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- natan.mai@hotmail.com

- natanmai2@gmail.com @NatanJMai

@NatanJMai

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“Uma linguagem que não afeta a maneira que você pensa sobre

programação, não vale a pena ser aprendida”

Alan Perlis