Функциональные Языки Программирования: Список, Примеры

В других языках возможно их переназначение (см. связывание имён[en]). Раннее связывание обычно означает бо́льшую эффективность программы, в то время как позднее — большую гибкость, ценой которого является меньшая скорость и/или усложнение соответствующего этапа[33]. Но даже из, казалось бы, очевидных случаев есть исключения — например, интенсиональный полиморфизм откладывает обработку статической типизации до этапа выполнения, но не замедляя, а повышая общее быстродействие (по крайней мере, в теории). Компиляция означает, что исходный код программы сначала преобразуется в целевой (машинный) код специальной программой, называемой компилятором — в результате получается исполнимый модуль, который уже может быть запущен на исполнение как отдельная программа. Интерпретация же означает, что исходный код выполняется непосредственно, команда за командой (иногда — с минимальной подготовкой, буквально после разбора исходного кода в AST),— так что программа просто не может быть запущена без наличия интерпретатора. Встраивание языка можно философски рассматривать как «реализацию без трансляции» — в том смысле, что такой язык является синтаксическим и семантическим подмножеством некого другого языка, без которого он не существует.

После выполнения функции управление возвращается обратно в адрес возврата — точку программы, где данная функция была вызвана. В традиционных языках программирования (например, Си++) вызов функции приводит к вычислению всех аргументов. Если какой-либо аргумент не использовался в функции, то результат вычислений пропадает, следовательно, вычисления были произведены впустую. В каком-то смысле противоположностью вызова по значению является вызов по необходимости.

Это несоответствие приводит к обману разработчика, который использует такой метод. Это заставляет программиста думать, что метод работает с примитивными строками, тогда как на самом деле эта строка представляет концепцию предметной области со своими инвариантами. Во-вторых, сигнатура математической функции должна передавать всю информацию о возможных входных значениях, которые она принимает, и о возможных результатах, которые она может дать. Можно называть эту черту честность сигнатуры метода (method signature honesty).

Иначе говоря, потенциальная эффективность языка меняется с повышением его «уровня» нелинейно и вообще неоднозначно. К примеру, автоматическая сборка мусора, присутствующая в большинстве высокоуровневых языков программирования, считается одним из важнейших улучшений, благотворно повлиявших на скорость разработки[27]. Основной особенностью функционального программирования, определяющей как преимущества, так и недостатки данной парадигмы, является то, что в ней реализуется модель вычислений без состояний. То, что в императивных языках делается путём присваивания значений переменным, в функциональных достигается путём передачи выражений в параметры функций. Непосредственным следствием становится то, что чисто функциональная программа не может изменять уже имеющиеся у неё данные, а может лишь порождать новые путём копирования или расширения старых.

Языки высшего порядка позволяют воплощать такие схемы в виде исполнимого кода, пригодного для многократного использования (функций, предназначенных для преобразования и композиции других функций — см., например, конверторы и сканеры в SML)[36][37]. Например, шаблон «Команда», часто применяемый в языках первого порядка, эквивалентен непосредственно самому понятию функции первого класса. То же распространяется и на более высокие слои языков — типизацию (см. полиморфизм в высших рода́х) и типизацию типизации (см. полиморфизм родо́в).

функциональные языки программирования

Поэтому часто функциональное программирование комбинируют с императивным — для большей гибкости и производительности кода в целом. За счет отсутствия жесткой последовательности функциональное программирование отлично подходит для параллельных вычислений — одновременного выполнения нескольких действий. С императивным подходом их сложнее организовать, кроме того, нужно учитывать побочные эффекты.

Тестирование В Функциональном Программировании

Scala позволяет программистам писать более короткий и выразительный код, сохраняя при этом совместимость с экосистемой Java. Ниже мы рассмотрим некоторые из самых известных языков программирования, а также покажем примеры малоизвестных языков. Многие действия построены на рекурсии, а при изменении любого значения создается новая переменная — поэтому программа начинает требовать больше памяти, чем императивная с классическими циклами и изменяемыми значениями.

Необходимо заметить, что на формат и применение ранних языков программирования в значительной степени влияли интерфейсные ограничения[8]. Со времени создания первых программируемых машин человечество придумало более восьми тысяч языков программирования (включая эзотерические). Некоторыми языками умеет пользоваться только небольшое число их собственных разработчиков, другие становятся известны миллионам людей.

Часто модульные системы объединялись с конструкциями обобщённого программирования[16]. Язык обработки информации (Information Processing Language[en], IPL) иногда определяется как самый первый машинный функциональный язык[7]. В нём было понятие «генератора», который использовал функцию в качестве аргумента, а также, поскольку это язык ассемблерного уровня, он может позиционироваться как язык, имеющий функции высшего порядка. Однако, в целом IPL акцентирован на использование императивных понятий[8].

функциональные языки программирования

Профессиональные программисты могут владеть несколькими языками программирования. С точки зрения граммирования, каждый язык имеет свою схему и сверх высокоуровневые особенности. Одинаковые задачи могут быть решены с использованием различных языков программирования, но ответ может относиться к конкретному или группе. Перечень не ограничивается одной страной, например, Россия также имеет свои представителей в этой области. RakUcorbaSocketPython – это экспериментальный язык программирования, который объединяет элементы различных языков, таких как Python, Raku, Corba и Socket. Его сложно найти в реальном применении, но он является интересным примером того, как можно комбинировать различные подходы и технологии.

Примеры Функциональных Языков Программирования

Чтобы начать создание чистых функций в JS, нам понадобится использовать функциональные альтернативы стандартному поведению, такие как const, concat и filter. В Python реализована частичная поддержка ФП, и некоторые используемые в нем решения математических программ легче реализуются с помощью именно функционального подхода. Эти функции могут принимать другие функции в качестве параметров или возвращать функции в качестве вывода. Они делают возможности вызова функций более гибкими и позволяют легче абстрагироваться от действий. Вместо циклов функциональные программы используют для всех задач по перебору рекурсию.

Ниже представлен список известных языков программирования с дополнительной информацией о них в виде таблицы. Императивные программы имеют склонность акцентировать последовательности шагов для выполнения какого-то действия, а функциональные программы к расположению и композиции функций, часто не обозначая точной последовательности шагов. Простой пример двух решений одной задачи (используется один и тот же язык Python) иллюстрирует это. Во-вторых, отсутствие побочных эффектов делает функции полностью детерминированными. Для одних и тех же входных данных функция всегда вернет один и тот же результат.

Математические функции выражают связь между исходными данными и итоговым продуктом некоторого процесса. Процесс вычисления также имеет вход и выход, поэтому функция — вполне подходящее и адекватное средство описания вычислений. Именно этот простой принцип положен в основу функциональной парадигмы и функционального стиля программирования. Функциональная программа представляет собой набор определений функций. Функции определяются через другие функции или рекурсивно через самих себя. При выполнении программы функции получают параметры, вычисляют и возвращают результат, при необходимости вычисляя значения других функций.

Говоря же более точно, встраиваемые языки добавляют к сказанному ещё четыре способа реализации. Это обстоятельство, а также отсутствие состояний даёт возможность применять к функциональным программам достаточно сложные методы автоматической оптимизации. Лямбда-исчисление стало теоретической базой для описания и вычисления функций. Являясь математической абстракцией, а не языком программирования, оно составило базис почти всех языков функционального программирования на сегодняшний день. Сходное теоретическое понятие, комбинаторная логика, является более абстрактным, нежели λ-исчисления и было создано раньше.

Он популярен среди веб-разработчиков, которым нравятся его возможности для создания пользовательских интерфейсов. Он работает с библиотеками JavaScript почти так же, как Clojure — с библиотеками Java. Отличительной особенностью Elm является то, что он использует статическую проверку типов, которая помогает в устранении исключений во время выполнения, поскольку ошибки будут обнаружены на стадии компиляции. Отсутствие видимых ошибок на стороне пользователя — очевидное преимуществом этого языка.

Функциональное программирование определяется несколькими важными правилами. Это основы, которые нужно знать, чтобы представлять, как в принципе работает парадигма. Каждая из этих композиций выполняет обе изначальные функции, но в разном порядке. Теперь вы можете вызвать композиции для выполнения обеих исходных функций с одинаковым вводом. И наоборот — метод andThen выполняет сначала внешнюю функцию, а затем функцию из своих параметров. Для удаления элемента из массива мы обычно используем методы pop() и slice().

Rust[править Править Код]

К числу преимуществ Kotlin нужно отнести его лаконичность, в этом плане он более гибкий, чем Java. Elixir — динамический функциональный язык, предназначенный для построения масштабируемых и обслуживаемых приложений. Он служит для создания систем с высокой доступностью и низкой задержкой. Она востребована Heroku, WhatsApp, Klarna и другими проектами для распределенных, отказоустойчивых приложений. Каждый элемент приложений является выражением, функции языка Erlang могут быть вызваны без влияния на время исполнения из-за компиляции байт-кода в Erlang и наоборот. Функциональное программирование становится все более востребованным.

  • Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, определяющих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (обычно — ЭВМ) под её управлением.
  • Более «высокоуровневыми» принято считать языки четвёртого и пятого поколения.
  • Функции высшего порядка принимают другие функции в качестве аргументов или возвращают их в качестве результатов.
  • Эта терминология естественным образом наследуется информатикой, образуя семантики, соответственно, первого и высшего порядка[34].

Если кодовая база проекта превышает этот предел, становится действительно трудно, а в какой-то момент даже невозможно что-либо изменить в программном обеспечении без каких-либо неожиданных побочных эффектов. Тип параметра для электронной почты, а также тип параметра для “y” являются более грубыми, чем фактическая концепция, которую они представляют. Количество состояний, в которых может находиться экземпляр строкового типа, превышает количество допустимых состояний для правильно отформатированного электронного письма.

Уже при использовании языков второго поколения начала формироваться парадигма процедурного программирования, требующая производить декомпозицию крупных процедур в цепочку иерархически связанных более мелких. С появлением языков третьего поколения сформировалось сперва структурное программирование как прямое развитие процедурного, а затем и модульное. Реализация некоторых языков, например, Java и C#, занимают промежуточную ступень между компиляцией и интерпретацией.

Практически каждый программист первым делом изучал объектно-ориентированную методологию разработок. Обычно вхождение в эту специальность предполагает знакомство с языками Java или C++, а в лучшем случае https://deveducation.com/ Ruby, Python или C#. Такой разработчик уже точно будет иметь представление о классах, объектах и т.д. Но вот основы функционального программирования, скорее всего, ему еще не будут знакомы.

Функции высшего порядка и отложенная списковая структура реализованы в библиотеках C++. В языках Java версии eight и выше и в C# версии 3.0 и выше можно использовать λ-функции для написания программы в функциональном стиле. В большинстве случаев языки высокого уровня порождают функциональное программирование js машинный код большего размера и исполняются медленнее. Однако некоторые языки высокого уровня для алгоритмически и структурно сложных программ могут давать заметное преимущество в эффективности, уступая низкоуровневым лишь на небольших и простых программах (подробнее см. эффективность языков).

Функции Высшего Порядка

Программы на языках «высокого уровня» гораздо легче модифицируются и совсем легко переносятся с компьютера на компьютер. Единственным эффектом от вычисления функции является возвращаемый ей результат, и единственный фактор, оказывающий влияние на результат — это значения аргументов. Некоторые компиляторы, такие как gcc, в целях оптимизации предоставляют программисту ключевые слова для обозначения чистых функций[12]. Fortran 95 позволяет обозначать функции как «pure» (чистые)[13]. В 1972 году Пер Мартин-Лёф создал интуиционистскую теорию типов (также называемую конструктивной). В этой теории функциональное программирование получило конструктивное доказательство того, что ранее было известно как зависимый тип.