Programação Funcional (para humanos)

Programação Funcional
(Para humanos)
Pedro Castilho
20/06/2017
plc@cin.ufpe.br

Pedro Castilho
(Unicórnios são muito importantes
na programação funcional)
• 9˚ período de EC (tecnicamente)
• Viciado em programação funcional
• Lisper desde 2011
• Ex-monitor de PLC

Pedro Castilho
(Morrendo de medo de bater água no notebook)
• Competidor IoT internacional

Pedro Castilho
(Baixem na app store, beijos)
• Desenvolvedor iOS

Pedro Castilho
(Infelizmente não posso dar muitos detalhes)
• Desenvolvedor iOS
• Estagiário (mobile híbrido)

(Para humanos)

(Pode te ajudar)

Roteiro
• O que é programação funcional?
• Por que programação funcional importa?
• Programando funcionalmente na prática

O que a maioria das pessoas espera
1 (defn (assign-cluster pt centres)
2 (let* ((distances (map
3 (lambda (centre) (euclidean-distance centre pt))
4 centres))
5 (smallest (apply min distances)))
6 (list-index (lambda (d) (= d smallest)) distances)))

O que a maioria das pessoas espera
1 kMeansPP :: MonadRandom m => Int -> [Vec] -> m [Cluster]
2 kMeansPP n pts = kMeansIteration pts <$> centroids
3 where centroids = iterate (>>= nextCentroid) x0 !! (n-1)
4 x0 = take 1 <$> randomElements pts
5 nextCentroid cs = (: cs) <$> fromList (map (weight cs) pts)
6 weight cs x = (x, toRational $ distance x (cs `nearestTo` x))

Você NÃO precisa:
• Ser um “monstro" da programação
• Saber matemática complexa
• Saber uma linguagem funcional
• Ter cursado PLC
• Saber usar Monads

Você PRECISA:
• Saber programar

Problema:
Converter os valores de uma lista/array

1 using System;
2
3 namespace Ex1 {
4 interface IConversor<T, U> {
5 U Converter(T valor);
6 }
7
8 class Programa {
9 static U[] Converter<T, U>(T[] entrada, IConversor<T, U> conversor) {
10 U[] resultado = new U[input.length];
11
12 for (int i = 0; i < input.length; i++) {
13 resultado[i] = conversor.Converter(entrada[i]);
14 }
15
16 return resultado;
17 }

18
19 class ConversorQuadrado: IConversor<int, string> {
20 public string Converter(int i) {
21 return (i * i).toString();
22 }
23 }
24
25 class ConversorEscala: IConversor<int, string> {
26 readonly int Escala;
27
28 public ConversorEscala(int escala) {
29 this.Escala = escala;
30 }
31
32 public string Converter(int i) {
33 return (i * escala).toString();
34 }
35 }

36
37 static void Main(string[] args) {
38 int[] nums = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
39
40 string[] qnums = Converter<int, string>(nums, new ConversorQuadrado());
41 string[] tnums = Converter<int, string>(nums, new ConversorEscala(3));
42 Console.WriteLine(string.Join(", ", qnums));
43 Console.WriteLine(string.Join(", ", tnums));
44 }
45 }
46 }

Agora em um estilo mais funcional:

1 func converter<T, U>(_ entrada: [T], usando conversor: (T) -> U) -> [U] {
2 var resultado: [T] = []
3 for valor in entrada {
4 resultado.append(conversor(valor))
5 }
6 return resultado
7 }
8
9 func conversorQuadrado(_ i: Int) -> String {
10 return String(i * i)
11 }
12
13 func conversorEscala(_ i: Int, escala: Int) -> String {
14 return String(escala * i)
15 }
16
17 let nums = Array<Int>(1...10)
18 let qnums = converter(nums, usando: conversorQuadrado)
19 print(", ".join(qnums))
20 // e a escala?

2 var resultado: [T] = []
3 for valor in entrada {
4 resultado.append(conversor(valor))
5 }
6 return resultado
7 }
8
11 }
12
13 func conversorEscala(escala: Int) -> ((Int) -> String) {
14 return { x in x * escala }
15 }
16
20 let tnums = converter(nums, usando: conversorEscala(3))

Funções de Primeira Classe
• Podem ser guardadas em variáveis
• Podem ser passadas como argumentos
• Podem ser retornadas de funções
• Compõem comportamentos complexos

2 return entrada.map(conversor)
3 }
4
7 }
8
9 func conversorEscala(escala: Int) -> ((Int) -> String) {
10 return { x in x * escala }
11 }
12
16 let tnums = converter(nums, usando: conversorEscala(3))
17 print(", ".join(tnums))

Funções de Primeira Classe Fundamentais
• map: Transforma cada elemento de uma lista/array
• ﬁlter: Remove elementos de uma lista/array
• reduce: Produz um resultado agregado de uma lista/array

map(f, l)
l =
f =

map(f, l)
resultado =
f =
l =

ﬁlter(f, l)
resultado =
f =
l =
?

reduce(f, z, l)
resultado =
f =
l =
z =

• Disponíveis em quase qualquer linguagem hoje
• Em C#: Usando LINQ
• Em Java: Usando Streams
• Em Python: Parte da biblioteca padrão

1 using System;
2 using System.Linq;
3
4 namespace Ex1 {
5 class Programa {
6 static U[] Converter<T, U>(T[] input, Func<T, U> conversor) {
7 return input.Select(valor => conversor(valor)).ToArray();
8 }
9
10 static void Main(string[] args) {
11 int[] nums = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
12
13 string[] qnums = Converter<int, string>(nums, x => x * x);
14 string[] tnums = Converter<int, string>(nums, x => 3 * x);
15 Console.WriteLine(string.Join(", ", qnums));
16 Console.WriteLine(string.Join(", ", tnums));
17 }
18 }
19 }

Funções Lambda
(ou funções anônimas)

2 let qnums = nums.map({ i in String(i * i) })
4 let tnums = nums.map({ i in String(i * 3) })
5 print(", ".join(tnums))

Sintaxe
Java:
C#: 
 
JavaScript ES6:
JavaScript ES5:
Python:
Ruby:
Swift:
(argumentos) -> { código }
argumentos => { código }
(argumentos) => { código }
function(argumentos) { código }
lambda argumentos: código
|argumentos| { código }
{ argumentos in código }

1 pessoas = [{'nome': 'Pedro', 'altura': 189},
2 {'nome': 'Maíra', 'altura': 173},
3 {'nome': 'Julia', 'altura': 162},
4 {'nome': 'César', 'altura': 186},
5 {'nome': 'Cláudia', 'altura': 162}]

Problema:
Imprimir as pessoas com altura acima de 1,80m

6
7 limite_altura = 180
8 pessoas_altas = []
9 for pessoa in pessoas:
10 if 'altura' in pessoa and pessoa['altura'] > limite_altura:
11 pessoas_altas.append(pessoa)
12
13 print(pessoas_altas)

6
8 pessoas_altas = filter(lambda p: 'altura' in p
and p['altura'] > limite_altura,
9 pessoas)
10

Novo Problema:
Também imprimir a altura média das pessoas com altura acima de 1,80m

6
8 pessoas_altas = []
9 altura_total = 0
10 for pessoa in pessoas:
11 if 'altura' in pessoa and pessoa['altura'] > limite_altura:
12 pessoas_altas.append(pessoa)
13 altura_total += pessoa['altura']
14
16 if len(pessoas_altas) > 0:
17 media_altura = altura_total / len(pessoas_altas)

6
9 pessoas)
10
11 num_pessoas_altas = len(pessoas_altas)
12
13 altura_total = reduce(lambda a1, a2: a1 + a2,
14 map(lambda p: p['altura'], pessoas_altas))
15
17 if num_pessoas_altas > 0:
18 print(altura_total / num_pessoas_altas)

1 import operator
8
11 pessoas)
12
14
15 altura_total = reduce(operator.add,
16 map(lambda p: p['altura'], pessoas_altas))
17

1 sum(list) == reduce(operator.add, list)

6
9 pessoas)
10
12 altura_total = sum(map(lambda p: p['altura'], pessoas_altas))
13

Java
• Java 8 Stream API
• Java 8 Lambdas
• Linguagens: Scala, Kotlin, Clojure

C#
• LINQ
• Tuplas
• Listas Funcionais
• Linguagens: F#, OCaml

JavaScript
• Ramda.js
• Immutable.js
• Listas Funcionais
• Eloquent JavaScript Cap. 6
• Linguagens: PureScript, ClojureScript

C/C++
• C++11 & C++17
• Lambdas, std::function
• Combinadores STL
• Linguagens: Rust, Swift, Kotlin

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