Funktionale Programmierung: Haskell Charakteristika

Haskell Charakteristika

Syntax

Bestandteile eines Haskell-Programms Definitionen von Konstanten und Funktionen Beispiel Quicksort

Rein funktional

Definition Jeder Bezeichner steht an jedem angewandten Vorkommen für den gleichen Wert. Konsequenzen Keine Zuweisungen, keine Schleifen Programme können wie mathematische Formeln manipuliert weden Gleiches kann überall durch gleiches ersetzt werden Math. Gesetze können zum Argumentieren, zum Optimieren, zur Wiederverwendung und zum automatischen Testen genutzt werden. Beispiel Konkatenation auf Listen Keine Zeiger, referenzielle Transparenz Funktionen mit I/O müssen anders behandelt werden als reine Funktionen I/O getChar: Funktion ohne Parameter? Lösung Monaden Idee Der Rest der Welt wird als eine Variable aufgefasst. Diese wird bei I/O-behafteten Berechnungen durch die Funktionen durchgefädelt Ansatz do-Notation für I/O-behaftete Berechnungen 2.Beispiel getLine main Transformation des Weltzustands

Statische Typisierung

Typen von Ausdrücken werden vollständig zur Übersetzungszeit ausgewertet Konsequenzen Keine cast-exceptions Es wird statisch bewiesen, dass gewisse Fehlerklassen nicht vorhanden sind Dynamisches Binden muss explizit gemacht werden Ausdrucksstarkes Typsystem Parametrische Polymorphie Generics Beispiel length ad-hoc-Polymorphie Typklassen Beispiel Gleichheitstest (vordefinierte Klasse) Typklassen über Typkonstruktoren: Funktor, Monade, Arrow, ... Konsequenzen Viele Eigenschaften können mit dem Typsystem beschrieben werden und deren Einhaltung so statisch garantiert werden

Bedarfsauswertung

Definition Ein Ausdruck wird erst dann ausgewertet, wenn sein Wert benötigt wird. ? call by name ? call by need (lazy evaluation) Beispiel infinity Nutzen? Allgemeiner als call by value Unendliche Strukturen (Listen, Bäume, Datenströme, ...)   l :: [Int] l = [0,1,2,3,...] Modularität, Wiederverwendung (Trainingslager Listen) Gefahr? Performanz, Speicherlecks

Funktionen als Daten

Funktionen sind first class citizens Parameter Funktionsresultat Komponente in strukturierten Daten Beispiel Funktionen als Implementierung für Container

Punktfreier Programmierstil

Kombinatoren Operatoren zur Verknüpfung von Funktionen Extensionalitätzprinzip zwei Funktionen sind gleich, wenn sie für alle Argumente das gleiche Resultat liefern Komposition von Funktionen Beispiel Identität vordefiniert konstante Funktion vordefiniert Vertauschen der Parameter vordefiniert Funktionsanwendung vordefiniert Weitere Kombinatoren werden folgen

Currying

Definition Alle Funktionen werden auf einstellige Funktionen zurückgeführt Beispiel Kombinatoren für Currying Nutzen Parameter können zu unterschiedlichen Zeitpunkten übergeben werden Kombinierbarkeit der Funktionen wird verbessert

Algebraische Datentypen

Trainingslager: Listen und Paare

Trainingslager: Bäume

Letzte Änderung: 12.03.2012

© Prof. Dr. Uwe Schmidt