Python neden işlevsel programlama için çok iyi değil? [kapalı]

Her zaman fonksiyonel programlamanın Python'da yapılabileceğini düşündüm. Bu nedenle, Python'un bu soruda çok fazla söz almamasına şaşırdım ve bahsedildiğinde, normalde çok olumlu değildi. Ancak, bunun için pek bir neden belirtilmedi (örüntü eşleşmesi eksikliği ve cebirsel veri türleri belirtildi). Benim sorum şu: Python işlevsel programlama için neden çok iyi değil? Örüntü eşleme ve cebirsel veri türlerinin eksikliğinden daha fazla neden var mı? Yoksa bu kavramlar fonksiyonel programlama için o kadar önemli midir, onları desteklemeyen bir dil sadece ikinci sınıf fonksiyonel programlama dili olarak sınıflandırılabilir mi? (İşlevsel programlama deneyimimin oldukça sınırlı olduğunu unutmayın.)

Referans verdiğiniz soru, hangi dillerin hem OO hem de fonksiyonel programlamayı desteklediğini sorar. Python, oldukça iyi çalışmasına rağmen fonksiyonel programlamayı desteklemez .

Python'da fonksiyonel programlamaya karşı en iyi argüman , zorunlu / OO kullanım durumlarının Guido tarafından dikkatle ele alınırken, fonksiyonel programlama kullanım durumlarının dikkate alınmamasıdır. Zorunlu Python yazdığımda, bildiğim en güzel dillerden biri. İşlevsel Python yazdığımda , BDFL'ye sahip olmayan ortalama diliniz kadar çirkin ve tatsız hale geliyor .

Bu kötü olduğu anlamına gelmez, sadece fonksiyonel programlamayı destekleyen bir dile geçtiğinizde veya OO Python yazmaya geçtiğinizde olduğundan daha fazla çalışmanız gerekir.

İşte Python'da özlediğim fonksiyonel şeyler:

• Örüntü eşleme
• Kuyruk özyineleme
• Geniş liste fonksiyonları kütüphanesi
• Fonksiyonel sözlük sınıfı
• Otomatik kurutma
• İşlevleri oluşturmanın özlü yolu
• Tembel listeler
• Basit, güçlü ifade sözdizimi (Python'un basit blok sözdizimi Guido'nun eklemesini önler)

• Desen eşleşmesi ve kuyruk özyineleme olmaması, temel algoritmalarınızın zorunlu olarak yazılması gerektiği anlamına gelir. Python'da özyineleme çirkin ve yavaştır.
• Küçük bir liste kütüphanesi ve işlevsel sözlükler yok, birçok şeyi kendiniz yazmanız gerektiği anlamına gelir.
• Körelme veya kompozisyon için sözdizimi olmaması, noktasız stilin, açıkça geçen argümanlar kadar noktalama işareti ile dolu olduğu anlamına gelir.
• Tembel listeler yerine yineleyiciler, verimlilik mi yoksa kalıcılık mı istediğinizi bilmeniz ve kalıcılık istiyorsanız aramaları dağıtmanız gerektiği anlamına gelir list. (Yineleyiciler bir kez kullanılır)
• Python'un basit zorunlu sözdizimi, basit LL1 ayrıştırıcısı ile birlikte if-ifadeleri ve lambda ifadeleri için daha iyi bir sözdiziminin temel olarak imkansız olduğu anlamına gelir. Guido bunu bu şekilde seviyor ve bence haklı.

Guido'nun burada iyi bir açıklaması var . İşte en alakalı kısım:

İnsanların ne söylediklerine ya da düşünmelerine bakılmaksızın, Python'un işlevsel dillerden çok fazla etkilendiğini hiç düşünmedim. C ve Algol 68 gibi zorunlu dillere çok aşinaydım ve birinci sınıf nesneler işlevlerini yerine getirmeme rağmen, Python'u işlevsel bir programlama dili olarak görmedim. Ancak, daha önce, kullanıcıların listeler ve işlevlerle daha fazlasını yapmak istediği açıktı.

...

Python'u işlevsel bir dil olarak görmeme rağmen, kapanışların tanıtımının diğer birçok gelişmiş programlama özelliğinin geliştirilmesinde yararlı olduğunu da belirtmek gerekir. Örneğin, yeni stil sınıflarının, dekoratörlerin ve diğer modern özelliklerin belirli yönleri bu yeteneğe dayanır.

Son olarak, yıllar boyunca bir dizi işlevsel programlama özelliği kullanılmasına rağmen, Python hala “gerçek” fonksiyonel programlama dillerinde bulunan bazı özelliklerden yoksundur. Örneğin, Python belirli türde optimizasyonlar gerçekleştirmez (örn. Kuyruk özyineleme). Genel olarak, Python'un son derece dinamik doğası nedeniyle Haskell veya ML gibi fonksiyonel dillerden bilinen derleme zamanı optimizasyonunu yapmak imkansızdır. Ve bu iyi.

Bundan iki şey çıkarıyorum:

1. Dilin yaratıcısı Python'u işlevsel bir dil olarak görmüyor. Bu nedenle, "işlevsel-esque" özelliklerini görmek mümkündür, ancak kesin olarak işlevsel olan herhangi bir şey görmeniz olası değildir.
2. Python'un dinamik yapısı, diğer işlevsel dillerde gördüğünüz optimizasyonların bazılarını engeller. Verilen Lisp, Python kadar dinamik (daha dinamik değilse), bu yüzden bu sadece kısmi bir açıklama.

Şemada cebirsel veri türleri veya kalıp eşleşmesi yoktur ancak kesinlikle işlevsel bir dildir. İşlevsel bir programlama perspektifinden Python hakkında can sıkıcı şeyler:

1. Sakat Lambdas. Lambdas sadece bir ifade içerebildiğinden ve her şeyi bir ifade bağlamında bu kadar kolay yapamayacağınız için, "anında" tanımlayabileceğiniz işlevlerin sınırlı olduğu anlamına gelir.

2. Ifs ifadeler değil, ifadelerdir. Bu, diğer şeylerin yanı sıra, içinde bir If olan bir lambdaya sahip olamayacağınız anlamına gelir. (Bu Python 2.5'teki üçlüler tarafından düzeltildi, ancak çirkin görünüyor.)

3. Guido tehdit harita, filtreyi kaldırmak ve azaltmak Arada bir her

Öte yandan, python'un sözcüksel kapanışları, Lambdasları ve liste kavrayışları vardır (Guido'nun kabul edip etmediğini gerçekten "işlevsel" bir kavramdır). Python'da bol miktarda "işlevsel tarzda" programlama yapıyorum, ama bunun ideal olduğunu söyleyemem.

Python'u asla “işlevsel” olarak adlandırmam ama Python'da her programladığımda kod her zaman neredeyse tamamen işlevsel oluyor.

Kuşkusuz, bu esas olarak çok iyi bir liste kavrayışı nedeniyle. Bu yüzden mutlaka Python'u işlevsel bir programlama dili olarak önermem ama Python'u kullanan herkes için işlevsel programlama önerebilirim.

SO'daki "işlevsel" bir Python sorusuna verilen yanıttan alınan bir kod parçasıyla göstereyim

Python:

def grandKids(generation, kidsFunc, val):
  layer = [val]
  for i in xrange(generation):
    layer = itertools.chain.from_iterable(itertools.imap(kidsFunc, layer))
  return layer

Haskell:

grandKids generation kidsFunc val =
  iterate (concatMap kidsFunc) [val] !! generation

Burada temel fark Haskell'ın standart kütüphane fonksiyonel programlama için kullanışlı fonksiyonlar olmasıdır: bu durumda iterate, concatve(!!)

Bu soru (ve cevaplar) için gerçekten önemli olan bir şey şudur: Cehennem fonksiyonel programlama ve bunun en önemli özellikleri nelerdir. Görüşümü vermeye çalışacağım:

Fonksiyonel programlama, beyaz tahtaya matematik yazmak gibidir. Bir beyaz tahtaya denklemler yazdığınızda, bir yürütme emri düşünmezsiniz. Mutasyon yoktur (tipik olarak). Ertesi gün geri dönüp ona bakmazsınız ve hesaplamaları tekrar yaptığınızda farklı bir sonuç elde edersiniz (ya da taze kahveniz varsa :)). Temel olarak, tahtada olan şey orada ve bir şeyler yazmaya başladığınızda cevap zaten oradaydı, henüz ne olduğunu henüz anlamadınız.

Fonksiyonel programlama buna çok benzer; bir şeyleri değiştirmezsiniz, sadece denklemi değerlendirirsiniz (veya bu durumda, "program") ve cevabın ne olduğunu anlarsınız. Program hala orada, değiştirilmemiş. Verilerle aynı.

Fonksiyonel programlamanın en önemli özellikleri olarak aşağıdakileri sıralarım: a) referans şeffaflığı - aynı ifadeyi başka bir zaman ve yerde değerlendirirseniz, ancak aynı değişken değerlerle, yine de aynı anlama gelir. b) yan etki yok - beyaz tahtaya ne kadar süre bakarsanız bakın, başka bir adamın başka bir beyaz tahtaya baktığı denklem yanlışlıkla değişmez. c) fonksiyonlar da değerlerdir. diğer değişkenlerle veya bu değişkenlere iletilebilir. d) fonksiyon kompozisyonu, h = g · f yapabilir ve böylece g (f (..)) çağrısına eşdeğer olan yeni bir fonksiyon h (..) tanımlayabilirsiniz.

Bu liste benim öncelikli sıralamamdadır, bu nedenle referans şeffaflığı en önemlisidir, ardından yan etki yoktur.

Şimdi, python üzerinden giderseniz ve dil ve kütüphanelerin bu yönleri ne kadar iyi desteklediğini ve garanti ettiğini kontrol ederseniz - o zaman kendi sorunuza cevap verme yolundasınız.

Python neredeyse işlevsel bir dildir. "İşlevsel lite".

Ekstra özelliklere sahiptir, bu yüzden bazıları için yeterince saf değildir.

Ayrıca bazı özelliklerden yoksundur, bu yüzden bazıları için yeterince eksiksiz değildir.

Eksik özelliklerin yazılması nispeten kolaydır. Python'da FP'de bunun gibi yayınlara göz atın .

Yukarıda belirtilmeyen bir başka neden, birçok yerleşik işlev ve yerleşik tür yönteminin bir nesneyi değiştirmesi, ancak değiştirilen nesneyi döndürmemesidir. Bu değiştirilmiş nesneler döndürülürse, bu, işlevsel kodu daha temiz ve daha özlü hale getirir. Örneğin, some_list.append (some_object), some_object eklenmiş halde some_list döndürdüyse.

Diğer cevaplara ek olarak, Python ve diğer birçok paradigma dillerinin gerçek fonksiyonel programlama için uygun olmamalarının bir nedeni, derleyicilerinin / sanal makinelerinin / çalışma sürelerinin fonksiyonel optimizasyonu desteklememesidir. Bu tür bir optimizasyon, derleyicinin matematiksel kuralları anlamasıyla elde edilir. Örneğin, birçok programlama dili bir mapişlevi veya yöntemi destekler . Bu, bir işlevi bir argüman olarak alan oldukça standart bir işlevdir ve ikinci argüman olarak yinelenebilir, bu işlevi yinelenebilir her öğeye uygular.

Neyse o çıkıyor map( foo() , x ) * map( foo(), y )aynıdır map( foo(), x * y ). Sonuncusu aslında öncekinden daha hızlıdır, çünkü ikincisi ikincisini bir tane gerçekleştirdiği yerde iki kopya yapar.

Daha iyi fonksiyonel diller bu matematiksel temelli ilişkileri tanır ve optimizasyonu otomatik olarak gerçekleştirir. İşlevsel paradigmaya adanmamış diller büyük olasılıkla optimize edilmeyecektir.