Introdução à Programação Funcional em Haskell, Notas de estudo de Análise de Sistemas de Engenharia

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Data: 04/06/

Programação Funcional Programação Funcional

e a linguagem Haskell e a linguagem Haskell

João Paulo Pizani Flor joaopizani@inf.ufsc.br

Tópicos

• Definição relâmpago
• Programação Imperativa vs. Funcional
• Conceitos fundamentais
• Conseqüências (boas e “ruins”)
• Por quê Haskell?
• Tour da linguagem e ferramentas
• Exemplos de uso
• Por onde começar a aprender

Imperativa x Funcional

Recapitulando Prog. Imperativa

• Na programação imperativa: - Variável →Célula de memória - Statement →Transição de estado - Estruturas de controle →Instruções “test and jump”

Já em Programação Funcional...

• Não existe a noção de estado
  • Não existe comando de atribuição
  • Não existem variáveis!
• Cada função é definida como a composição e aplicação de outras funções (ou da própria)

O que é ProgramaçãoO que é Programação

Funcional? Funcional?

Transparência Referencial

• Duas condições bem simples:
  • O único efeito de chamar uma função é o seu valor de retorno
  • Os únicos fatores que podem influenciar o valor de uma função são seus parâmetros.
• Def. alternativa: “Like can be replaced by like”

Quem garante?

• Em linguagens convencionais → Programador
• Em linguagens funcionais →Compilador
• É dessa garantia/obrigação que vêm todas as vantagens de performance - E também as “bizarrices” no jeito de programar

Vantagens

• Compilador pode aplicar várias otimizações
  • Common Subexpression Elimination
  • Avaliação preguiçosa
  • Paralelização automática tam = length([3,2,7,0/0]) //não ocorre erro e tam vale 4 res1 = operacaoBemLonga1(s1) // não tem efeitos colaterais! res2 = operacaoBemLonga2(s2) // também é transparente print(res1+res2)

Para o programador

• Programas são mais legíveis
  • Código fica mais conciso (exemplo: quicksort)
  • Não é preciso executar mentalmente para entender
• Gerenciamento automático de memória
  • “No more SIGSEGV's”!
• Facilidade em encapsular abstrações
  • Map, reduce (fold), compose e cia.

Haskell

Por quê Haskell?

• Puramente funcional
• Fortemente e estaticamente tipada
• Avaliação preguiçosa (lazy evaluation)
• Classes de tipos
• MUITAS bibliotecas úteis
• Comunidade bastante ativa

Avaliação preguiçosa

• “Uma expressão só será avaliada quando seu valor for necessário.”
• Exemplos: isInfixOf :: Eq a => [a] -> [a] -> Bool isInfixOf x y = any (isPrefixOf x) (tails y) // incrivelmente ineficiente em uma ling. imperativa g ← getStdGen take 3 (randomRs (0,100) g) // lista infinita de randoms

Classes de tipos

• Permitem que funções tomem parâmetros de tipos genéricos - Similar ao generics de Java / templates de C++ - Há diferenças...
• Têm semelhanças com interfaces Java
• Exemplo: class Eq a where (==) :: a -> a -> Bool (/=) :: a -> a -> Bool x == y = not (x /= y) x /= y = not (x == y) head :: (Eq a) => [a] → a head (x:xs) = x