Лекция 11 Введение в функциональное программирование, часть 1: Знакомство с ФП

• В рамках лекции рассматривается функциональное программирование и его применение в Python.  

• Функциональное программирование основано на использовании функций и обходе вычисления результатов функций от исходных данных.  

• В отличие от императивного программирования, функциональное программирование не предполагает явного изменения состояния программы.  

• Императивное программирование основано на последовательности инструкций для компьютеров.  

• В императивном стиле, содержание памяти компьютера представляет его состояние, и алгоритм изменяет эти переменные.  

• Пример поиска наибольшего делителя двух чисел в императивном стиле.  

• Python поддерживает функциональное программирование, но оно не так широко распространено, как императивное.  

• В функциональном программировании, функции являются основным инструментом для решения задач, и процесс вычисления формулируется в виде последовательности вызовов функций.  

• В функциональном программировании две базовые операции: создание функций и применение функций к переменным.  

• Выполнение программы - это применение функций к переменным.  

• Чистые функции: вызов функций для одних и тех же параметров должен возвращать одинаковый результат.  

• Нежелательные побочные эффекты: изменение внешнего контекста может привести к тому, что функция не будет чистой.  

• Изменяемость переменных: переменные, однажды созданные, хранят значение и не могут быть изменены.  

• Рекурсивная функция поиска наибольшего делителя на языке Python.  

• Вместо присваивания значений переменным, создаются новые переменные в контексте рекурсивного вызова.  

• Рекурсия заменяет цикл и работает так же эффективно.  

• Результат решения задачи в функциональном стиле совпадает с результатом решения в императивном стиле.  

• В видео обсуждается влияние контекста на функции и как это может привести к нарушению чистоты функций.  

• Приводится пример функции, которая при изменении значения глобальной переменной возвращает разные результаты.  

• Также обсуждается влияние контекста на функции в объектно-ориентированном программировании, где атрибуты объектов могут изменять значение функции.  

• В видео обсуждаются побочные эффекты, которые могут возникать при выполнении ввода-вывода, использовании датчика случайных чисел или изменении контекста программы.  

• Побочные эффекты могут усложнять тестирование программы и нарушать чистоту функций.  

• В видео рассказывается о появлении первого функционального языка программирования в 1957 году и о ключевых языках, таких как Haskell и Scala, которые поддерживают функциональное программирование.  

• Обсуждается, как языки программирования, такие как Python, поддерживают элементы функционального программирования.  

• В функциональных языках программирования используются неизменяемые структуры данных и специальные конструкции для работы с ними.  

• Поддержка вычислений результатов, функций-мест, явного хранения и изменения состояния программы.  

• Классические диомы функционального программирования: итераторы, последовательности, ленивые вычисления, сопоставление с образцом, мандаты.  

• Python поддерживает функции как граждане первого класса, лямбда-функции, функциональные и идем в стандартной библиотеке.  

• Поддержка итераторов, ленивых вычислений, но Python не является функциональным языком программирования.  

• Неизменяемые структуры данных в Python эффективно реализовать не получится из-за изменяемых переменных.  

• Дорогостоящие операции копирования в памяти, циклы реализуются в императивном стиле, нет специальной оптимизации для хвостовой рекурсии, нет синтеза для проверки шаблонов, система типов базируется только на классах, нет механизма перегрузки функций, механизма построения композиции функции, только императивный механизм обработки ошибок.