8.Функціональне програмування Свойства функциональных языков Строгая типизация

Практически все современные языки функционального программирования являются строго типизированными языками. Строгая типизация обеспечивает безопасность. Программа, прошедшая проверку типов просто не может выпасть в OS с сообщением подобным "segmentation violation". Большая часть ошибок может быть исправлена на стадии компиляции, поэтому стадия отладки и общее время разработки программ сокращаются. Вдобавок к этому строгая типизация позволяет компилятору генерировать более эффективный код и тем самым ускорять выполнение программ.

В некоторых языках, например в Ada, строгая типизация вынуждает программиста явно описывать тип всех значений и функций. Чтобы избежать этого, в строго типизированные функциональные языки встроен специальный механизм, позволяющий компилятору определять типы констант, выражений и функций из контекста. Этот механизм называется механизмом вывода типов (type inference). Известно несколько таких механизмов, однако большинство из них являются разновидностями модели типизации Хиндли-Милнера, разработанной в начале 80-х.

Таким образом в большинстве случаев можно не указывать типы функций. Однако в примерах, приводимых в этой статье, типы функций указаны явно. Это позволяет компилятору дополнительно контролировать корректность типов определяемых функций.

Модульность

Механизм модульности позволяет разделять программы на несколько сравнительно независимых частей (модулей) с четко определенными связями между ними. Тем самым облегчается процесс проектирования и последующей поддержки больших программных систем.

Поддержка модульности не является свойством именно функциональных языков программирования. Существуют очень развитые модульные императивные языки. В качестве примеров подобных языков можно привести Modula-2 и Ada-95.

Функции - это значения

В функциональных языках функции могут быть переданы другим функциям в качестве аргумента или возвращены в качестве результата. Функции, принимающие функциональные аргументы, называются функциями высших порядков или функционалами. Самый, пожалуй, известный функционал, это map. map применяет некоторую функцию ко всем элементам списка, формируя из результатов другой список. Например определив функцию возведения целого числа в квадрат как:

square :: Int -> Int

square n = n * n

мы можем воспользоваться этой функцией для возведения в квадрат всех элементов списка

l2 = map square [1, 2, 3, 4] -- результат - список [1, 4, 9, 16]

Каждый тип имеет литералы, например тип Boolean имеет литералы True и False, а тип Char имеет 256 литералов представляющих ASCII символы. Функциональный тип также имеет свои литералы, которые являются ничем иным, как безымянными функциями. Функциональные литералы называются лямбда-абстракциями (это название появилось из лямбда-исчисления Чёрча) или просто лямбдами. Например для получения списка кубов можно воспользоваться записью

l3 = map (\x -> x * x * x) [1, 2, 3, 4] -- результат - список [1, 8, 27, 64]

Функции, возвращающие другие функции, кажутся на первый взгляд несколько более специфичными. В самом деле, куда это можно применять? В функциональных языках они применяются повсеместно