| Видавництво: | Видавничий дім «Фабула» |
| Автор: | Роберт С. Мартін |
| Жанр: | Саморозвиток і мислення |
| Де читати: | У застосунку Наша Книга — детальніше |
| ISBN: | 978-617-522-322-2 |
Цю книгу не можна завантажити — вона доступна для читання лише в нашому мобільному застосунку.
Застосунок доступний на Android та iOS.
У книжці «Функціональний дизайн: принципи, патерни і практики» відомий інженер-програміст Роберт С. Мартін (Дядечко Боб) пояснює, чому варто використовувати функціональне програмування для створення кращих систем для реальних користувачів. Він порівнює традиційні об’єктно-орієнтовані структури кодування на Java зі структурами функціональних мов, визначає найкращі ролі для кожної з них і показує, як створювати довершені системи, розумно використовуючи їх у контексті. Р. Мартін мінімізує теорію на користь розв’язання нагальних проблем, і завдяки цьому прагматичному підходу діючі розробники на яскравих прикладах дізнаються, як мова Clojure, проста для вивчення і семантично багата, зможе допомогти їм підвищити чистоту коду, покращити дизайн і досягти найкращих результатів. Також автор розглядає принципи SOLID і дизайн-патерни з погляду функціональності, показуючи, чому саме патерни залишаються надзвичайно цінними для функціональних програмістів.
Якщо ви запитаєте середньостатистичного програміста, що таке функціональне програмування, ви можете отримати будь-яку з таких відповідей:
Хоча ці твердження можуть виявитися правдивими, вони не є особливо корисними. Я думаю, що краща відповідь буде такою:
Це програмування без операторів присвоювання.
Можливо, це визначення не здається вам набагато кращим. Можливо, воно вас навіть лякає. Зрештою, яке відношення оператори присвоювання мають до функцій, і як узагалі можна програмувати без них?
Хороші запитання. Саме на них я маю намір відповісти в цьому розділі.
Розглянемо наступну просту програму на C:
int main(int ac, char** av) {
while(!done())
doSomething();
}
Ця програма є основним циклом практично кожної будь-коли написаної програми. Вона буквально говорить: «Роби щось, поки не закінчиш». Навіть більше, у цій програмі немає видимих операторів присвоювання. Чи є вона функціональною? І якщо так, то чи означає це, що кожна будь-коли написана програма є функціональною?
Змусимо цю функцію щось робити. Нехай вона обчислює суму квадратів перших десяти цілих чисел [1..10]:
int n=1;
int sum=0;
int done() {
return n›10;
}
void doSomething() {
sum+=n*n;
++n;
}
void sumFirstTenSquares() {
while(!done())
doSomething();
}
Ця програма не є функціональною, тому що вона використовує два оператори присвоювання у функції doSomething. Крім того, ці дві глобальні змінні виглядають просто потворно. Тож покращимо її:
int sumFirstTenSquares() {
int sum=0;
int i=1;
loop:
if (i>10)
return sum;
sum+=i*i;
i++;
goto loop;
}
Це вже краще; дві глобальні змінні стали локальними. Але це все ще не функціонально. Можливо, вас турбує цей goto. На те є вагома причина. Потерпіть, поки ми розглядаємо цю невелику модифікацію, що використовує робочу функцію для перетворення локальних змінних на аргументи функції:
int sumFirstTenSquaresHelper(int sum, int i) {
loop:
if (i>10)
return sum;
sum+=i*i;
i++;
goto loop;
}
int sumFirstTenSquares() {
return sumFirstTenSquaresHelper(0, 1);
}
Ця програма ще не функціонує, але це важлива віха, до якої ми ще повернемося. Але зараз, з останньою зміною, відбувається щось магічне:
int sumFirstTenSquaresHelper(int sum, int i) {
if (i›10)
return sum;
return sumFirstTenSquaresHelper(sum+i*i, i+1);
}
int sumFirstTenSquares() {
return sumFirstTenSquaresHelper(0, 1);
}
Усі оператори присвоювання зникли, і програма працює. Вона також рекурсивна. І це не випадково. Якщо ви хочете позбутися операторів присвоювання, ви повинні використовувати рекурсію. Рекурсія дозволяє замінити присвоювання локальних змінних на ініціалізацію аргументів функції.
Це дійсно спалює багато місця на стеку. Однак є невеликий трюк, що допоможе розв’язати цю проблему.
Зверніть увагу, що останній виклик sumFirstTenSquaresHelper є також останнім використанням sum та і у цій функції. Тримати ці дві змінні у стеку після ініціалізації двох аргументів рекурсивного виклику безглуздо; вони ніколи не будуть використані. А що як замість того, щоби створювати новий кадр стеку (stack frame) для рекурсивного виклику, ми просто повторно використаємо поточний кадр стеку, повернувшись до початку функції за допомогою goto, як ми це зробили у віховій програмі?
Цей симпатичний маленький трюк називається оптимізацією хвостових викликів (tail call optimization, TCO), і всі функціональні мови використовують його{8}.
Зверніть увагу, що TCO фактично перетворює цю останню програму на програму етапу. Останні три рядки sumFirstTenSquaresHelper у проміжній програмі є, по суті, рекурсивним викликом функції. Чи означає це, що проміжна програма також є функціональною? Ні, вона просто поводиться ідентично. На рівні вихідного коду ця програма не є функціональною, тому що в ній є оператори присвоювання. Але якщо ми зробимо крок назад і проігноруємо той факт, що локальні змінні змінилися, а не були відновлені в новому кадрі стеку, то програма поводиться як функціональна.
До функціонального програмування Мартін ішов довго: у подяках він згадує, що років двадцять тому Майкл Фізерс порадив йому придивитися до Haskell, а поштовхом стала класична «Структура та інтерпретація комп’ютерних програм»; до Clojure він узявся після книжки Стюарта Гелловея й, за словами в інтерв’ю 2024 року, тепер програмує переважно нею. «Функціональний дизайн» він писав як книжку для програмістів «в окопах»: замість теорії монад і категорій — одна й та сама задача поруч на Java і на Clojure. Передмову написала Джанет А. Карр, чиї дописи про патерни в Clojure Мартін випадково побачив у твіттері й виявив, що вона дійшла тих самих висновків, що й він. Післямова — від його доньки Джини Мартіні: у березні 2020 року, під час карантину, вона попросила батька навчити її програмувати, він показав їй свій тодішній проєкт — автоматичний графік захворюваності на COVID-19, написаний на Clojure, — і трохи більш ніж за рік вона стала розробницею у студії Clean Coders.
Ця книга читається в застосунку Наша Книга: купили на сайті — вона одразу у вашій бібліотеці на телефоні, з офлайн-режимом і синхронізацією прогресу.
