[Программирование, Функциональное программирование] Сильные стороны функционального программирования

Ответить на тему

Автор

Сообщение

news_bot ^®

Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286

news_bot ^® написал(а)
15-Фев-2021 17:33

Цитировать

Привет! Меня зовут Катерина, и я испытываю самые тёплые чувства к функциональному программированию, использую функциональный язык на постоянной основе и даже немного преподаю.
Основной язык разработки у нас в Typeable — Haskell, и, пока все спорили о том, готов ли Haskell для продакшена, мы просто его использовали и считали конкурентным преимуществом. Нам хотелось бы поделиться своим мнением, основанным на этом опыте.
Как ФП улучшает программирование
Функциональное программирование на данный момент довольно популярно, и во многих императивных языках стали появляться элементы ФП, такие как лямбда-функции, частичное применение (каррирование), функции высшего порядка (map, filter, свёртки). Где-то эти заимствования выглядят удачно, а где-то приводят к довольно странному, инородному синтаксису. Но парадигма программирования — это подход, живущий в голове программиста, и не являющийся в общем случае частью языка. В той или иной степени любой язык поддерживает разные парадигмы, и его конструкции позволяют разрабатывать программы в различных стилях. Стоит ли вести разработку в функциональном стиле — вопрос открытый, и каждый разработчик отвечает на него исходя из своих предпочтений, возможностей языка и других соображений.
Мы считаем, что использование функционального стиля в императивных языках, а ещё лучше — функционального языка, в особенности со статической типизацией, поможет сделать код во многом лучше, а именно:

Код станет более лаконичным и выразительным. «Выразительность» можно определить как количество идей на единицу кода, и в целом функциональные языки, будучи более высокоуровневыми, оказываются и более выразительными. Например, преобразование каждого элемента в массиве или списке реализуется функциональным однострочником (используя map/foreach/whatever и анонимную функцию), в то время как в императивном стиле пришлось бы организовывать цикл, объявлять переменную для счётчика или итератора и использовать явное присваивание. Для более сложных примеров различие в выразительности только усиливается.
Декомпозиция кода будет происходить более естественно. Принцип «Разделяй и властвуй» уже прочно закрепился в разработке и является базовым принципом борьбы со сложностью ПО. Речь идёт не о способе построения алгоритмов, а о более общем понятии. Например, даже простую программу, которая сначала читает целиком текст, разбивает его на слова и что-то делает с каждым словом, можно разбить на логические части: само чтение, разбиение прочитанного текста на слова (например, по пробелам) и создание структуры для хранения слов, обход этой структуры с преобразованием слов и печать результата. Каждое из этих действий можно реализовать отдельно и достаточно абстрактно, чтобы затем переиспользовать для решения других подобных задач. Декомпозиция кода на более мелкие и более общие части делает его гораздо более понятным (в том числе и для самого автора кода в будущем), позволяет избежать «ошибок копипаста» и упрощает дальнейший рефакторинг. Думаю, многим разработчикам приходилось копаться в своей или чужой простыне неструктурированного кода, написанного наспех, чтобы скорее заработало. Человеческому мозгу тяжело удерживать внимание на большом количестве сущностей одновременно и решать одну глобальную задачу сразу (working memory), поэтому для нас вполне естественно разбивать задачи на более мелкие, решать их по отдельности и комбинировать результат. В функциональном программировании эти мелкие задачи выражаются как небольшие вспомогательные функции, каждая из которых делает своё дело и её работу можно описать одним коротким предложением. А построение итогового результата — это композиция таких функций. Конечно, разбить код на отдельные переиспользуемые части можно и в ООП, и в чисто императивном низкоуровневом языке типа C, и для этого уже есть известные принципы типа SOLID и GoF-паттерны, но, когда сам язык заставляет программиста думать в терминах функций, декомпозиция кода происходит гораздо более естественно.
Побочные эффекты будут отделены от чистых функций. Чистая функция — это функция в математическом смысле, результат работы которой зависит только от входных данных. В ходе вычисления такой функции не происходит ничего лишнего: не меняются значения переменных, ничего не читается и не печатается, не пишется в БД и не выполняются запросы к внешним сервисам. Действительно, вы же не будете ожидать таких действий от, скажем, тригонометрических функций? С помощью чистых функций можно реализовать большую часть логики работы с данными. Не все языки позволяют контролировать отсутствие побочных эффектов и проверять «чистоту» функций, но сам по себе функциональный подход мотивирует использовать чистые функции, которые работают «без неожиданностей».
Код станет проще отлаживать и тестировать. Этот пункт вытекает из двух предыдущих: у нас имеется набор небольших функций, часть из которых чистые, т.е. мы знаем, что их результат зависит только от входных данных. Код становится удобнее отлаживать — достаточно проверить, что возвращают используемые функции по отдельности, чтобы понять, как они будут работать вместе. Так же легко пишутся юнит-тесты для «чистой» логики вашего приложения.

Как ФП улучшает программиста

Далее мне хотелось бы поделиться своим опытом, не относящимся непосредственно к написанию программ на функциональных языках, и рассказать про то, чем ещё знание и использование ФП было полезно для меня и может оказаться полезным для вас:

Изучение альтернативной парадигмы само по себе полезно для мозга, поскольку в процессе освоения программирования в функциональном стиле вы научитесь смотреть на привычные вещи по-другому. Кому-то такой способ мышления покажется гораздо более естественным, чем императивный. Можно долго спорить о том, что «нужно» и «не нужно» в индустриальном программировании, но там в любом случае нужны хорошие мозги, а их нужно тренировать. Осваивайте то, что не используете в работе: Лиспы, Пролог, Haskell, Brainfuck, Piet. Это поможет расширить кругозор и может стать для вас увлекательной головоломкой. Со временем вы сможете начать применять более элегантные решения в функциональном стиле, даже если пишете на императивном языке.
За функциональными языками стоит серьёзная теория, которая тоже может стать частью ваших увлечений или даже исследований, если вы в той или иной степени хотите связать свою жизнь с computer science. Учиться никогда не поздно, особенно когда перед вами будут наглядные примеры использования довольно занятной теории для решения повседневных задач. Я бы никогда не подумала, что уже после окончания университета буду смотреть лекции по теории категорий, которую мой мозг когда-то отказывался воспринимать, и решать задачки из курса ручкой на бумаге, просто потому что мне это интересно.
Помимо расширения кругозора увлечение ФП поможет вам расширить и круг общения. Возможно, за «тусовкой функциональщиков» закрепилась репутация академических снобов, которые спрашивают у вас определение монады перед тем, как продолжить общение. Я тоже так раньше думала, пока меня не вытащили на первые функциональные митапы и конференции. Я была совсем неопытным джуном и не знала определение монады, но не встретила по отношению к себе никакого негатива. Напротив, я познакомилась с интересными людьми, увлечёнными своим делом и готовыми делиться опытом, рассказывать и объяснять. Разумеется, в любом комьюнити есть совершенно разные люди, кто-то вам понравится больше, кто-то покажется токсичным и отталкивающим, и это совершенно нормально. Гораздо важнее то, что у вас появится возможность обмениваться идеями с теми, кто смотрит на мир разработки немного иначе и обладает другим опытом.
Самый неожиданный для меня пункт: мне было легче всего найти работу именно на Haskell! На данный момент мой опыт работы чуть больше пяти лет, за это время на двух из трёх местах работы я писала на Haskell, и это был наиболее комфортный и безболезненный опыт трудоустройства. Более того, начинала я тоже с позиции Haskell-разработчика, о чём ни разу не пожалела. На первой работе я получила базовые навыки клиент-серверной разработки и работы с БД. Мы занимались такими же «приземлёнными» и «ненаучными» задачами, как и компании, использующие более распространённые языки. На популярных сайтах с вакансиями вы, скорее всего, почти не найдёте ничего по запросу «Haskell-разработчик». В лучшем случае найдутся вакансии, где указано, что знание альтернативных парадигм будет преимуществом. Однако, это не значит, что таких вакансий нет. В Твиттере и тематических каналах в Телеграме вакансии появляются регулярно. Да, их мало, нужно знать, где искать, но и хороших специалистов такого узкого профиля тоже немного. Разумеется, вас не возьмут сразу и везде, но свою востребованность вы почувствуете значительно сильнее, чем при поиске работы на более распространённых языках. Возможно, компании могут быть готовы вкладываться в развитие программистов в нужном направлении: не можешь найти хаскелиста — вырасти его сам!

Заключение
Появление элементов ФП в популярных языках индустриальной разработки, таких как Python, C++, Kotlin, Swift и т.д., подтверждает, что этот подход действительно полезен и обладает сильными сторонами. Применение функционального стиля позволяет получить более надёжный код, который проще разбивать на части, обобщать и тестировать, независимо от языка программирования. Разумеется, функциональный язык позволяет использовать все перечисленные преимущества по максимуму, предоставляя естественные конструкции с высокой степенью выразительности.
Существует большое количество функциональных языков, но, как нам кажется, на данный момент наиболее удобны и полезны для разработки те, которые используют статическую типизацию. Это позволяет отловить множество ошибок ещё во время компиляции и выразить часть логики приложения на уровне типов.
В заключение хочу пожелать всем не бояться использовать альтернативные подходы и пробовать их в деле, даже если это будет полезно исключительно для вашего саморазвития.
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:

Теги для поиска: #_programmirovanie (Программирование), #_funktsionalnoe_programmirovanie (Функциональное программирование), #_funktsionalnoe_programmirovanie (функциональное программирование), #_paradigmy (парадигмы), #_paradigmy_programmirovanija (парадигмы программирования), #_razrabotka (разработка), #_fp, #_functional_programming, #_haskell, #_haskell_in_real_world, #_blog_kompanii_typeable (
Блог компании Typeable
), #_programmirovanie (
Программирование
), #_funktsionalnoe_programmirovanie (
Функциональное программирование
)

Профиль ЛС

Ответить на тему

Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы

Текущее время: 22-Ноя 14:32
Часовой пояс: UTC + 5