函数式编程
（TDA 452/DIT 142）

• 研究期2
• 课程主页.快捷方式：bit.ly/tda452-主页
• 讲师：托马斯·哈格伦
• 这些幻灯片：位ly/位GS5

为什么要学习函数式编程？

• 这会让你对编程有不同的想法。
  • 主流编程都是关于状态以及如何转型状态。
  • 函数式编程是关于值以及如何使用构造值功能。
• 它会让你成为一个更好的程序员
  • 无论您将来使用什么编程语言。

函数式编程语言

高级语言的优势

• 程序员生产力
• 软件质量
• 安全

函数式编程语言历史

• 20世纪30年代：兰姆达微积分（阿隆佐教堂）
• 1966:ISWIM公司（彼得·兰丁：未来700种编程语言)
• 20世纪70年代：ML、Hope、SASL。。。
• 1977年：FP（约翰·巴克斯：编程能从冯·诺依曼风格中解放出来吗？)
  • 图灵奖讲座
• 20世纪80年代：FPCA公司（会议），标准ML，懒惰ML，米兰达。。。
• 1990:哈斯克尔1.0
• 20世纪90年代：HBC（第一个Haskell编译器，来自Chalmers）、GHC、，ICFP公司（会议）
• 2010:哈斯克尔2010

例子

标量产品

• 冯·诺依曼风格，逐字逐句编程：
  scalarProduct（a，b，n）{s=0；对于（i=0；i<n；i++）s=s+a[i]*b[i]；返回s；}
• 全价值编程：

  • scalarProduct（标量产品） = 总和 。 地图(×) . 拉链

  • 为并行实现留出空间

哈斯克尔

• 本课程中使用的语言。
• 主页：网址：www.haskell.org。
• 使用最广泛的纯净的函数式语言
  • 功能没有副作用
  • 有利于模块化，有助于测试和调试
• 为函数编程提供最“不妥协”的方法

Haskell主要功能

• 轻巧、简洁的语法
• 易于使用的列表和用户定义的数据类型
  • 带模式匹配和自动内存管理
• 强大型系统
  • 参数多态性
  • 自动类型推断
• 高阶函数
• 高级优化编译器（GHC）
• 开发期间用于交互式测试的解释器

Haskell可以用于什么？

• 它是一种通用编程语言，因此您可以将其用于几乎什么都有！
• 特别适合处理大型、复杂的数据结构
  • 例如，高级编译器（如GHC）
• 由成长中的社区使用
• 请参见黑客攻击:许多免费的Haskell库和应用程序。热门列表。
• 

我开发过一些Haskell软件

• 这些幻灯片：格式和语法高亮显示。
• 软糖：Haskell中的GUI库（20世纪90年代初）
• Web控件(2017)
• 阿尔法：检验助手Agda的GUI（20世纪90年代中期）
• Haskell中的web浏览器（20世纪90年代中期）
• 程序设计学项目：Haskell编译器前端（2001-2006）
• 房屋:Haskell中的原型操作系统（2004-2006）
• 硬件仿真（6502，8位处理器，用于C-64）
• Haskell的电子商务系统（2006-2009）

一个小例子

快速排序

• 高效的分治排序算法，1959年由托尼·霍尔发明
• O（运行）(n个日志n个)
  • 在此之前最著名的是：O(n个²)

命令式语言中的快速排序

• 对数组排序(来自维基百科)
• 快速排序（A，lo，hi）是如果lo<hi，则p:=分区（A、lo、hi）快速排序（A、lo、p–1）快速排序（A，p+1，hi）分区（A、lo、hi）为枢轴：=A[hi]i：=低-1对于j:=lo到hi-1 do如果A[j]≤枢轴，则i:=i+1用A[j]交换A[i]用A[hi]交换A[i+1]返回i+1

Haskell中的快速排序

• 对列表元素排序

• 快速排序[]=[]快速排序(x1个:X轴)= 快速排序[x个 | x个<-X轴,x个<=x1个]++[x1个]++
                      快速排序[x个 | x个<-X轴,x个>x1个]

Haskell中的快速排序类型

• 快速排序 :: 订单 一 =>[一]->[一]

• 编译器自动推断此泛型类型
  • 参数是包含任意类型元素的列表
  • 结果是一个包含元素的列表相同的类型
  • 必须能够将元素与

    <=

    和

    >

    操作员

Haskell中更通用的排序函数

• 排序依据 ::(一 -> 一 -> 订购)->[一]->[一]

• 通用的高阶函数
  • 第一个参数是用于比较列表元素的函数
  • 第二个参数是要排序的列表

C语言中的一个泛型排序函数

• 空隙qsort（void*base，size_t nel，size-t width，无效*base，大小_宽度，int（*compar）（常量无效*，常量无效*）；
• 空隙*意思是“指向任何东西的指针”。
• 不安全API的示例。
• 源源不断的关键安全漏洞在Firefox等软件中可以直接指责关于C等不安全语言的使用。。。

课程组织

• 讲座
• 自学练习和临时办公时间
• 每周作业：
  • 1：一个小的热身运动，开始与哈斯克尔
  • 2A和2B：纸牌游戏
  • 3A和3B：数独求解器
  • 4:你选择！
    • 标准实验室：图形绘制计算器（网络应用程序）。
• 笔试

相关课程

• TDA 342标准：高级函数编程
• 日期280：并行函数编程

问题？

结束

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