Чому Python не дуже хороший для функціонального програмування? [зачинено]

Я завжди думав, що функціональне програмування можна робити в Python. Таким чином, я був здивований, що Python не отримав особливої ​​згадки в цьому питанні, і коли це було згадано, зазвичай це було не дуже позитивно. Однак для цього було не так багато причин (згадувалося про відсутність відповідності шаблонів та типів алгебраїчних даних). Отже, моє питання: чому Python не дуже хороший для функціонального програмування? Чи є більше причин, ніж її відсутність відповідності шаблонів та алгебраїчних типів даних? Або ці поняття настільки важливі для функціонального програмування, що мова, яка їх не підтримує, може бути класифікована лише як функціональна мова програмування другого рівня? (Майте на увазі, що мій досвід функціонального програмування досить обмежений.)

Питання, на яке ви посилаєтеся, задає, які мови сприяють як OO, так і функціональному програмуванню. Python не сприяє функціональному програмуванню, хоча він працює досить добре.

Найкращий аргумент проти функціонального програмування в Python - це те, що випадки використання імперативних / OO ретельно розглядаються Guido, тоді як випадки використання функціонального програмування - ні. Коли я пишу імперативний Python, це одна з найкрасивіших мов, яку я знаю. Коли я пишу функціональний Python, він стає таким же потворним і неприємним, як і ваша середня мова, яка не має BDFL .

Що не означає, що це погано, просто, що вам доведеться працювати більше, ніж ви б перейшли на мову, яка сприяє функціональному програмуванню, або перейшли до написання OO Python.

Ось функціональні речі, які мені не вистачає в Python:

• Узгодження шаблону
• Рекурсія хвоста
• Велика бібліотека функцій списку
• Клас функціонального словника
• Автоматична закваска
• Короткий спосіб складання функцій
• Ледачі списки
• Простий сильний синтаксис вираження (синтаксис простого блоку Python не дозволяє Guido додавати його)

• Не узгодження шаблону і відсутність хвостової рекурсії означають, що ваші основні алгоритми повинні бути написані обов'язково. Рекурсія в Python негарна і повільна.
• Невелика бібліотека списків і жодні функціональні словники означають, що вам доведеться писати багато матеріалів самостійно.
• Немає синтаксису для currying або композиції означає, що стиль без точок приблизно такий же повний пунктуації, як явно передані аргументи.
• Ітератори замість ледачих списків означають, що ви повинні знати, чи хочете ви ефективності чи наполегливості, і розкидати дзвінки listнавколо, якщо хочете наполегливості. (Ітератори використовують один раз)
• Простий імперативний синтаксис Python, а також його простий парсер LL1, означають, що кращий синтаксис для if-виразів та лямбда-виразів в основному неможливий. Гвідо так подобається, і я думаю, він має рацію.

Guido має гарне пояснення цього тут . Ось найбільш відповідна частина:

Я ніколи не вважав, що Python сильно впливає на функціональні мови, незалежно від того, що люди кажуть чи думають. Я був набагато більше знайомий з імперативними мовами, такими як C і Algol 68, і хоча я робив функції першокласних об'єктів, я не розглядав Python як функціональну мову програмування. Однак раніше було зрозуміло, що користувачі хочуть зробити набагато більше зі списками та функціями.

...

Варто також зазначити, що хоч я і не розглядав Python як функціональну мову, введення закриттів було корисним при розробці багатьох інших сучасних функцій програмування. Наприклад, певні аспекти класів, декораторів та інших сучасних функцій залежать від цієї можливості.

Нарешті, незважаючи на те, що впродовж багатьох років було введено ряд функціональних функцій програмування, Python все ще не має певних функцій, що знаходяться у «реальних» функціональних мовах програмування. Наприклад, Python не виконує певних видів оптимізації (наприклад, хвостова рекурсія). Взагалі, оскільки надзвичайно динамічний характер Python, неможливо здійснити оптимізацію часу компіляції, відому з таких функціональних мов, як Haskell або ML. І це добре.

Я витягаю з цього дві речі:

1. Творець мови насправді не вважає Python функціональною мовою. Тому можна побачити "функціонально-ескізні" функції, але ви навряд чи побачите щось, що є остаточно функціональним.
2. Динамічна природа Python гальмує деякі оптимізації, які ви бачите в інших функціональних мовах. Звичайно, Lisp настільки ж динамічний (якщо не більш динамічний), як Python, тому це лише часткове пояснення.

Схема не містить алгебраїчних типів даних або відповідності шаблонів, але це, безумовно, функціональна мова. Дратівливі речі про Python з точки зору функціонального програмування:

1. Каліка лямбда. Оскільки Ламбдас може містити лише вираз, і ви не можете все зробити так легко в контексті вираження, це означає, що функції, які ви можете визначити "на льоту", обмежені.

2. Якщо є висловлюваннями, а не виразами. Це означає, серед іншого, що ви не можете мати лямбда з символом If всередині нього. (Це виправлено тернарями в Python 2.5, але це виглядає некрасиво.)

3. Гвідо погрожує видалити карту, фільтрувати та зменшувати її раз у раз

З іншого боку, python має лексичні закриття, лямбдаси та списки (що є дійсно "функціональним" поняттям, визнає чи ні Guido це). Я дуже багато програмувань у функціональному стилі на Python, але навряд чи можу сказати, що це ідеально.

Я б ніколи не називав Python "функціональним", але всякий раз, коли я програмую в Python, код незмінно закінчується практично чисто функціональним.

Справді, це головним чином пов'язане з надзвичайно приємним розумінням списку. Тому я не обов'язково пропонувати Python як функціональну мову програмування, але я б запропонував функціональне програмування для тих, хто використовує Python.

Дозвольте мені продемонструвати фрагмент коду, взятого з відповіді на "функціональне" питання Python на SO

Пітон:

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

Основна відмінність в тому , що стандартна бібліотека Haskell має корисні функції для функціонального програмування: в цьому випадку iterate, concatі(!!)

Одне, що насправді важливо для цього питання (і відповідей), - це те, що, до біса, є функціональне програмування та які найважливіші його властивості. Я спробую висловити своє бачення:

Функціональне програмування дуже схоже на написання математики на дошці. Коли ви пишете рівняння на дошці, ви не замислюєтесь про наказ про виконання. Мутації (як правило) немає. Ти не повертаєшся наступного дня і подивишся на це, а коли зробиш розрахунки ще раз, то отримаєш інший результат (або, може, якщо ви попили свіжої кави :)). По суті, те, що є на дошці, є, і відповідь вже був, коли ви почали записувати речі, ви просто ще не зрозуміли, що це таке.

Функціональне програмування - це багато чого; ви нічого не змінюєте, ви просто оцінюєте рівняння (або в цьому випадку "програму") і з'ясовуєте, що відповідає. Програма все ще є, немодифікована. Те саме з даними.

Я б класифікував такі найважливіші особливості функціонального програмування: а) референтна прозорість - якщо ви оцінюєте те саме твердження в інший час і місце, але з однаковими змінними значеннями, воно все одно означатиме те саме. б) жодних побічних ефектів - як би довго ви не дивилися на дошку, рівняння, яке інший хлопець дивиться на іншу дошку, випадково не зміниться. в) функції теж є значеннями. які можна передавати навколо та застосовувати за допомогою інших змінних або до них. г) склад функції, ви можете виконати h = g · f і, таким чином, визначити нову функцію h (..), яка еквівалентна виклику g (f (..)).

Цей список у моєму пріоритетному порядку, тому референтна прозорість є найважливішою, після якої відсутні побічні ефекти.

Тепер, якщо ви проходите через python і перевіряєте, наскільки добре підтримує мову та бібліотеки ці гарантії ці аспекти - тоді ви вже готові відповісти на власне питання.

Python - це майже функціональна мова. Це "функціональна літера".

Він має додаткові можливості, тому для деяких він недостатньо чистий.

У ньому також відсутні деякі функції, тому для деяких він недостатньо повний.

Пропущені функції досить легко написати. Перевірте повідомлення , як це на FP в Python.

Ще одна причина, не згадана вище, полягає в тому, що багато вбудованих функцій та методів вбудованих типів модифікують об'єкт, але не повертають модифікований об'єкт. Якщо ці модифіковані об'єкти будуть повернуті, це зробить функціональний код більш чистим і стислим. Наприклад, якщо some_list.append (some_object) повернув деякий_list із доданим some_object.

Окрім інших відповідей, одна з причин Python та більшості інших багатопарадигмних мов недостатньо підходять для справжнього функціонального програмування, оскільки їх компілятори / віртуальні машини / час роботи не підтримують функціональну оптимізацію. Така оптимізація досягається компілятором, що розуміє математичні правила. Наприклад, багато мов програмування підтримують amap функцію або метод. Це досить стандартна функція, яка приймає функцію як один аргумент і ітерабельна, оскільки другий аргумент потім застосовує цю функцію до кожного елемента в ітерабелі.

У будь-якому випадку виявляється, що map( foo() , x ) * map( foo(), y )це те саме, щоmap( foo(), x * y ) . Останній випадок насправді швидший, ніж перший, оскільки перший виконує дві копії, коли другий виконує один.

Краще функціональні мови розпізнають ці математично засновані зв’язки і автоматично виконують оптимізацію. Мови, не присвячені функціональній парадигмі, швидше за все, не оптимізуються.