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FUNCTIONAL PROGRAMMING PER TUTTI di Giancarlo Valente
| Date post: | 11-Feb-2017 |
| Category: |
Engineering |
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FUNCTIONAL PROGRAMMINGPER TUTTI
di Giancarlo Valente
CHI SONO@gncvalente
agile coachclubauLABhack-ademy
FUNCTIONAL PROGRAMMINGf per full screen
VI E' MAI CAPITATO DURANTE IL LAVORO DI PENSARE ...che tutto e' completamente sbagliatoinutilmente complicato
SI
1996
VB
PYTHON
LIST COMPREHENSIONSpython - list comprehensions
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LIST COMPREHENSIONS - CON FILTROpython - list comprehensions - con �ltro
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LA MIA FANTASIA INIZIO' A CORRERE IN UN PARADISO DI ELEGANZA cartelle_esattoriali = [ elabora_cartella(contribuente) for contribuente in contribuenti if contribuente.valido ]
MENTRE OGNI GIORNO DOVEVO FARE QUESTO Dim contribuenti(100) as Contribuente Dim cartelle_esattoriali As New List(Of Cartella_Esattoriale) Dim i ad Integer For i = 1 To contribuenti.Length contribuente = contribuenti[i] if contribuente.valido then cartelle_esattoriali.add(elabora_cartella(contribuente)) end if Next
il python posso leggerlo
il vb devo eseguirlo
cartelle_esattoriali = [ elabora_cartella(contribuente) for contribuente in contribuenti if contribuente.valido ]
Dim contribuenti(100) as Contribuente Dim cartelle_esattoriali As New List(Of Cartella_Esattoriale) Dim i as Integer For i = 1 To contribuenti.Length contribuente = contribuenti[i] if contribuente.valido then cartelle_esattoriali.add(elabora_cartella(contribuente)) end if Next
IL TEMPO E' PASSATO ...
C# RULEZ!!!... fast forward >> 2006
OOP, Ereditarieta', Plimor�smo, Design Patterns ...
:)
JAVASCRIPT on('ready', function() { var x = "Ciao Mondo"; alert(x); });
PROTOTYPE
SCRIPT.ACULO.US
AGOSTO 2006Can Your Programming Language Do This?
JOEL ON SOFTWARE - Can Your Programming Language Do This?
javascript - funzioni passate come parametro
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JAVASCRIPT E' UN'IMPLEMENTAZIONE DI SCHEME ????"In 1995, the company recruited Brendan Eich with the goal of embedding the Scheme
programming language into its Netscape Navigator. "
wikipedia
UNA NUOVA SCOPERTAfunctional programming
LA STORIA
1941lambda calculus
Alonzo Church
Church invented a formal system called the lambda calculus
LAMBDA CALCULUSterminivariabilifunction applicationfunction abstraction ( lambda )
LAMBDA CALCULUSfunzioni che accettano altre funzioni come parametro e ritornano funzioni come risultato
LAMBDA CALCULUSnon di parla di "esecuzione"
ma si parla di riduzione
lambda calcolo in js
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fonte - sorgente giuhub
MACCHINA DI TURING
QUALSIASI MACCHINA DI TURING
PUO' ESSERE ESPRESSA IN LAMBDA CALCOLO
Turing machines and lambda calculus are equivalent in power
in 1936 Turing proved that both models are equally strong in the sensethat they de�ne the same class of computable functions
History of Computing at Princeton University
Lambda Calculus ( Declarative )
Alonzo Church
Turing Machine ( Imperative )
Alan Turing
Based on the concept of a Turing machine are the present day Von Neumann computers.Conceptually these are Turing machines with random access registers. Imperative programminglanguages such as Fortran, Pascal etcetera as well as all the assembler languages are based on
the way a Turing machine is instructed: by a sequence of statements.
Functional programming languages, like Miranda, ML etcetera, are based on the lambda calculus.An early (although somewhat hybrid) example of such a language is Lisp. Reduction machines are
speci�cally designed for the execution of these functional languages.
fonte - lambda calcolo cs.kun.nl
1960()((()((()))))
John McCarthy
BUSINESSIMPERATIVE ... TUTTI NOI
ACCADEMIAFP ... ACCADEMIA
TEMPI MODERNI
MARZO 2005The Free Lunch Is Over: A Fundamental Turn Toward Concurrency in Software
www.adapteva.com
Epiphany-V: A 1024-core 64-bit RISC processor
2007 Joe book on Erlang
2014 - ADOZIONEAZIENDE
Facebook (erlang, haskell)Twitter (scala)WhatsApp (erlang)Amazon (erlang)FourSquare (scala)PayPal (scala)
i.e. haxl
case studies
facebook - open source backend tools
2014 - CONFLUENZA
ha seguito ...
...
Java 8 ... implementa le ... lambda
C#, Ruby, python, php
C++ 11
Functional programming in C++
... CHE COSA E' LA PROGRAMMAZIONE FUNZIONALE?QUALI SONO LE SUE CARATTERISTICHE?
IN PRATICA
FUNZIONI
FUNCTIONAL PROGRAMMINGtreats computation as the evaluation
of mathematical functions and avoids changing-state
and mutable data
functional programming - wikipedia
FUNCTIONSfunctions maps inputo to output
INPUT x
FUNCTION f:
OUTPUT f(x)
maps values between a domain and a codomain
Input and outputs values already exists
wikipedia - Function in mathematics
FUNCTIONSf(x) = x + 1
1 ---> 2
6 ---> 7
9 ---> 10
un valore e' qualcosa che non cambia nel tempo
A --> ---> B
Stato --> ---> Stato mutato
FUNCTIONAL COMPOSITION
Function Composition - wikipedia
CALCOLO DELL'AREA DEL CERCHIO
r^2 * pi
CALCOLO DELL'AREA DEL CERCHIO
area_cerchio(r) = moltiplica_per_pi( quadrato( r ) )
area_cerchio in elixir - functional composition
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area_cerchio in PHP - functional composition
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FUNCTIONAL-PHP - FUNCTIONAL COMPOSITION use function Functional\compose; $plus2 = function ($x) { return $x + 2; }; $times4 = function ($x) { return $x * 4; }; $composed = compose($plus2, $times4); $result = array_map($composed, array(1, 2, 5, 8)); var_dump($result); // array(12, 16, 28, 40)
github : functional-php
PATTERN MATCHING
PATTERN MATCHINGerlang - simplest pattern matching
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PATTERN MATCHINGerlang - simple pattern matching
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IMMUTABILITA'i valori esistono ... le funzioni li mappano soltanto
lo stato non viene modi�cato, ne' trasformato
una funzione viene valutata e ritorna un nuovo valore
EVALUATION
i dati vengono trattati come immutabili
immagina un mondo dove nessuno puo' rubare o modi�care unqualcosa ...
X = X + 1
Fail!
QUESTO E' UNO SCHERZO
MA ... SI PUO' PROGRAMMAREQUALCOSA DI VERO, DI REALE
INQUESTI LINGUAGGI?
IL MIO FOR DEL C AD ESEMPIO ? for (int i = 0; i < 100; ++i) { /* code */ }
NO LOOPS
SOMMA DEGLI ELEMENTI DI UNALISTA
sum :: [Int] -> Int sum [] = 0 sum (x:xs) = x + sum(xs)
haskell - no loops - sum list numbers - module
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SOMMA DEGLI ELEMENTI DI UNALISTA
-module(somma). -export([sum/1]). sum([]) -> 0; sum([H|T]) -> H + sum(T).
erlang - no loops - sum list numbers - module
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MI SEMBRA LIMITATO, OGNIVOLTA CHE DEVO FARE
QUALCOSA DEVO RIFARE QUESTOCICLO ?
HIGHER ORDER FUNCTIONSfunzioni di ordine superiore
Higher-order function - wikipedia
FUNCTIONS AS FIRST CLASSVALUESfunctions are values!!!
FOLDL
se io ho sum e prod che sommano e moltiplicano tutti gli elementi di una lista posso astrarre
HASKELL - FOLD foldl :: (a -> b -> a) -> b -> [a] -> b foldl f z [] = z foldl f z (x:xs) = foldl f (f z x) xs
LE FUNZIONI SONO VALORI ...... E VENGONO TRATTATI COME VALORI
CURRYfunctions are values!!!
sum :: [Int] -> Int sum = foldl (+) 0 prod :: [Int] -> Int prod = foldl (*) 1
CURRYApplicazione parziale di una funzione, mi ritorna una funzione che accetta i parametri restanti
come farestin un ciclo di elaborazione in PHP ?
nooooo posso fare di meglio
risultati = [] for elemento in contenitore risultati[] = elabora(elemento)
MAP - PHP STANDARD $stringArray = [ 'prova', 'test', 'ciao']; $result = array_map('strtoupper', $stringArray);
MAP - JS var numbers = [1, 5, 10, 15]; var roots = numbers.map(function(x){ return x * 2; });
MAPfunzione di base di tutti i linguaggi FP
ovviamente esiste l'implementazione di "libreria" ma vediamo come verrebbe implementata in FP
FILTER - PHP $result = array_filter($intArray, function($a) { return ($a % 2 === 0); });
FILTER - ERLANG filter(Pred, L) -> lists:reverse(filter(Pred, L,[])). filter(_, [], Acc) -> Acc; filter(Pred, [H|T], Acc) -> case Pred(H) of true -> filter(Pred, T, [H|Acc]); false -> filter(Pred, T, Acc) end.
LIST COMPREHENSIONS
list comprehensions - wikipedia
MAP, REDUCE, FILTER ETC ETCoggi esistono diverse librerie per ogni linguaggio che facilitano l'adozione di uno stile di
programmaizone funzionale
JS, PHP, C#, C++
PHPfunctional php
phunctional
CSHARP... LINQ !!!
OOP SOLID PRINCIPLESSingle Responsability PrincipleOpen/closed PrincipleLiskov Substitution PrincipleInterface Segregation Principle
OOP SOLID PRINCIPLESSingle Responsability Principle FunctionOpen/closed Principle higher-order functionsLiskov Substitution Principle polimor�smo parametricoInterface Segregation Principle Function
Lev Gorodinski
DEPENDENCY INJECTIONFunctions passed around !!!
OOP DESIGN PATTERNSFactory FunctionCommand functionStrategy functiondecorator function
Robert C. Martin
REFERENCIAL TRANSPARENCY
f(x,y) = x + y
qualsiasi cosa avvenga all'esterno
dara' sempre lo stesso risultato
BLACK BOX E TESTING
A --> ---> B
UNIT TESTINGno side effectsTesting ... easyfunctions are idempotentalways testing one thing
DEBUGGINGdebugging is easy!
FATTORIALE function factorial($n) { if($n == 1) return 1; return $n * factorial($n - 1); }
FATTORIALE CON MEMOIZATIONin programmazione imperativa
function factorial($n) { static $cache = array(); if($n == 1) return 1; if(! array_key_exists($n, $cache)) { $cache[$n] = $n * factorial($n - 1); } return $cache[$n]; }
FATTORIALE CON MEMOIZATIONin programmazione funzionale
// functional abstraction function memoize($func) { return function() use($func) { static $cache = array(); $args = func_get_args(); $key = serialize($args); if(! array_key_exists($key, $cache)) { $cache[$key] = call_user_func_array($func, $args); } return $cache[$key]; }; }
FATTORIALE CON MEMOIZATIONin programmazione funzionale
// functional programming $factorial = function($n) use(&$factorial) { if($n == 1) return 1; return $n * $factorial($n -1); }; $mem_factorial = memoize($factorial); echo $mem_factorial(10); echo $mem_factorial(10); echo $mem_factorial(11);
CONCURRENCYno locksno deadlocks
MASSIVELY PARALLELIZABLE
il compilatore puo' analizzare il codice e capire che R1 e R3 possono essere calcolati in parallelo,poi calcola R2, e quindi R4 e' pronto
R1 = faiQualcosa_1_QuiCon(A, B, C) R2 = faiQualcosa_2_QuiCon(A, R1) R3 = faiQualcosa_3_QuiCon(C, D) R4 = faiQualcosa_4_QuiCon(R3, R2) print R4
SEPARATION OF DATA ANDBEHAVIOUR
TREAT CODE AS DATAship executionlisp macros
HOT CODE UPDATEimpossibile in imperative code !
LAZY EVALUATION E STRUTTUREDATI INFINITE
lazy --> enorme potenziale per l'ottimizzazionelazy --> strutture dati in�nite
haskell - fattoriale con in�nite data structures
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stack-over�ow - In�nitely lazy factorial in Haskell
CAN PROGRAMMING BELIBERATED ...
CAN PROGRAMMING BELIBERATED FROM THE VON
NEUMAN STYLE? A FUNCTIONALSTYLE ...
CAN PROGRAMMING BE LIBERATED FROM THE VON NEUMAN STYLE? AFUNCTIONAL STYLE AND ITS ALGEBRA OF PROGRAMS
John Backus - 1977 Turing Award Lecture
Algebra of programs
IL PRESENTEErlang
IL FUTUROhaskell
Dichiarativo
- per parallelizzare - ottimizzare con le statistiche - definire altrilinguaggi
DICHIARIATIVOHASKELL TROVERA' MAI LA SUA NICCHIA ?
haskell dichiarativo ..
non ci hanno lavorato tante persone quante sul compilatore C
potra' fare come SQL ottimizzazioni anche basandosi sullestatistiche in esecuzione
https://www.quora.com/Is-Haskell-as-fast-as-C++-If-not-why-not
FPGA sysntesys from a functional declartive language
http://www.clash-lang.org/http://yager.io/HaSKI/HaSKI.htmlhttp://christiaanb.github.io/posts/clash-fpga-starter/
