Sztuczki w programowaniu

Transkrypt

Cezary Bartoszuk
9 listopada 2010
Wstęp
Ja
Cezary Bartoszuk
Info:
student MIMUW
zawodowo programista Pythona
Zainteresowania:
Języki programowania
Testowanie
Programowanie funkcyjne
...
Wstęp
Plan
Co będzie?
Funkcje wyższych rzędów
Monady
Typy wyższych rzędów
Klasy abstrakcji na typach
Kontynuacje
Przepływ danych
a raczej obywatele 1. kategorii
Przepływ danych
Example
def id [ A ]( a : A ) = a
// id : [ A ]( a : A ) A
Example
def compose [A , B , C ]( inner : A = > B )( outer : B = > C ) =
( a : A ) = > outer ( inner ( a ))
// compose : [A ,B , C ]( inner : ( A ) = > B )( outer : ( B ) = > C )( A ) = > C
Przepływ danych
Przykład: Programming Clojure
Example
( defn blank ? [ s ] ( every ? # ( Character / isWhitespace %) s ))
Example
public class StringUtils {
public static boolean isBlank ( String str ) {
int strLen ;
if ( str == null || ( strLen = str . length ()) == 0) {
return true ;
}
for ( int i = 0; i < strLen ; i ++) {
if ( Character . isWhitespace ( str . charAt ( i )) == false ) {
return false ;
}
}
return true ;
}
}
Przepływ danych
Przykład
Theorem
isBlank(s : String ) ⇐⇒ ∀c∈s isWhitespace(c)
Example
Example
def isBlank ( s : String ) = s forall Character . isWhitespace
// isBlank : ( s : String ) Boolean
Przepływ danych
Praktyczny use-case
Nadanie własności metodzie/klasie. . .
Przepływ danych
Praktyczny use-case
Nadanie własności metodzie/klasie. . .
monitor
transakcja
logowanie
aplikacja funkcji do wyniku
aplikacja szablonu do danych
Przepływ danych
Dekoratory w Pythonie
Dekoratory!
Przepływ danych
Szablony w aplikacji webowej
Example
class E x a m p l e C o n t r o l l e r ( B a s e R o u t i n g C o n t r o l l e r ):
@ expose ( ’ e x a m p l e _ t em p l a t e . html ’)
def example ( self ):
data = ...
return { ’ content ’: data }
def expose ( fn , template_path ):
def wrapped (* args , ** kwargs ):
result = fn (* args , ** kwargs )
renderer = Renderer . fromTemplate ( template_path )
return renderer . render ( result )
return wrapped
Przepływ danych
Generyczne funkcje wyższych rzędów
Jakie są przykłady ogólnie stosowanych funkcji
wyższych rzędów?
Przepływ danych
Map
f:
map f
Przepływ danych
Filter
p:
filter p
Bool
Przepływ danych
Filter
p
T
F
T
F
F
p:
filter p
Bool
Przepływ danych
Fold
f
f
f:
x
f
f
f
Przepływ danych
Fold
f:
f
x
Przepływ danych
Fold
f:
f
f(
,
)=
x
Przepływ danych
Fold
f:
f
f
f(
,
)=
x
Przepływ danych
Fold
f:
f
f
f(
f
,
)=
x
Przepływ danych
Fold
f
f
f(
,
f:
x
f
f
)=
Przepływ danych
Fold
f
f
f(
,
f:
x
f
f
)=
f
Przepływ danych
Implementacja
Example
def foldLeft [E , A ]
( acc : A ) ( list : List [ E ]) ( f : (A , E ) = > A ): A =
list match {
case Nil = > acc
case head :: tail = >
foldLeft ( f ( acc , head )) ( tail ) ( f )
}
// foldLeft : [E , A ]( f : (A , E ) = > A )( acc : A )( list : List [ E ]) A
Przepływ danych
Implementacja
Example
def reverse [ A ] ( list : List [ A ]): List [ A ] =
foldLeft ( Nil : List [ A ]) ( list ) {
( reversed : List [ A ] , current : A ) = >
current :: reversed
}
// reverse : [ A ]( list : List [ A ]) List [ A ]
Przepływ danych
Implementacja
Example
def filter [ A ] ( list : List [ A ]) ( p : A = > Boolean ) =
reverse {
foldLeft ( Nil : List [ A ]) ( list ) {
( filtered : List [ A ] , current : A ) = >
if ( p ( current )) {
current :: filtered
} else {
filtered
}
}
}
// filter : [ A ]( list : List [ A ])( p : ( A ) = > Boolean ) List [ A ]
Przepływ danych
Implementacja
Example
def map [A , B ] ( list : List [ A ]) ( f : A = > B ): List [ B ] =
reverse {
foldLeft ( Nil : List [ B ]) ( list ) {
( computed : List [ B ] , current : A ) = >
f ( current ) :: computed
}
}
// map : [A , B ]( list : List [ A ])( f : ( A ) = > B ) List [ B ]
Przepływ danych
Doskonała metoda na zmniejszenie ilości branchy?
Example
Example
public class StringUtils {
public static boolean isBlank ( String str ) {
int strLen ;
if ( str == null || ( strLen = str . length ()) == 0) {
return true ;
}
for ( int i = 0; i < strLen ; i ++) {
if ( Character . isWhitespace ( str . charAt ( i )) == false ) {
return false ;
}
}
return true ;
}
}
Przepływ danych
Wnioski
Funkje wyższych rzędów
Mogą zredukować ilość gałęzi wykonania kodu
Często prościej wyrazić to o co chodzi
Dekoratory są super!
Przepływ danych
Monady
Monady
Monady
Przepływ danych
Monady
Monady
(return x) = f = f x
m = return = m
(m = f ) = g = m = (λ x → f x = g )
Przepływ danych
Monady
Obliczenie
g
f
h
j
i
Przepływ danych
Monady
Obliczenie
g
f
h
j
i
Przepływ danych
Monady
Obliczenie
g
f
h
j
i
Przepływ danych
Monady
Obliczenie
g
f
h
j
i
Przepływ danych
Monady
Obliczenie
g
f
h
j
i
Przepływ danych
Monady
Obliczenie
g
f
h
j
i
Przepływ danych
Monady
Obliczenie
g
f
h
j
i
Przepływ danych
Monady
Obliczenie
g
f
h
???
j
???
i
Przepływ danych
Monady
Problem?
Example
h: Data → Data
Otypowanie funkcji wyraża przekształcenie z Data w
Data.
Przepływ danych
Monady
Problem?
Example
h: Data → Data
Otypowanie funkcji wyraża przekształcenie z Data w
Data.
Example
h: Data → Maybe[Data]
Teraz typy wyrażają to, że obliczenie może się nie
powieźć.
Przepływ danych
Monady
Gdzie tu monady?
Monady są abstrakcją obliczenia.
Maybe abstrakcja niepowodzenia obliczenia
Collection abstrakcja wielu możliwych wyników
Error abstracja wyjątku
State abstracja modyfikacji stanu podczas obliczeń
Continuation abstrakcja zawieszonego obliczenia
Przepływ danych
Monady
Wiki
a monad is a kind of abstract data type constructor
used to represent computations (instead of data in
the domain model). Monads allow the programmer to
chain actions together to build a pipeline, in which
each action is decorated with additional processing
rules provided by the monad.
Wikipedia
Przepływ danych
Monady
Uporządkowana trójka?
M
konstruktor typów
return :
T → M [T ]
= : M [T ] → (T → M [U]) → M [U]
Przepływ danych
Monady
Wnioski
Monady
Zwiększają wygodę programisty języka
funkcyjnego
Stanowią pewien model
Są trudne do zrozumienia
Typy
Systemy typowania
Higher-Kinds
Typy
Systemy typowania
?
Czym jest system typów?
Typy
Systemy typowania
?
A type system is a tractable syntactic method for proving
the absence of certain program behaviors by classifying
phrases according to kinds of values they compute.
Benjamin Pierce
Typy
Systemy typowania
?
A type system is a tractable syntactic method for proving
the absence of certain program behaviors by classifying
phrases according to kinds of values they compute.
Benjamin Pierce
Typy
Piramida typów
???
Types
Values
Typy
Piramida typów
Kinds
Types
Values
Typy
Nieciekawy przykład
Example
type
type
type
type
Int :: *
String :: *
( Int = > String ):: *
List [ Int ]:: *
Typy
Nieciekawy przykład
Example
type
type
type
type
type
type
Int :: *
String :: *
( Int = > String ):: *
List [ Int ]:: *
List :: ???
Function1 :: ???
Typy
Ciekawy przykład
Example
type List
type Function1
def id ( i : Int ) = i
type Id [ A ] = A
def apply ( f : Int = > Int , i : Int ) = f ( a )
type Apply [ A [ _ ] , B ] = A [ B ]
Typy
Ciekawy przykład
Example
// List :: * = > *
type List
// Function1 :: (* x *) = > *
type Function1
// id : ( Int ) = > Int
def id ( i : Int ) = i
// Id :: * = > *
type Id [ A ] = A
// apply : (( Int = > Int ) , Int ) = > Int
def apply ( f : Int = > Int , i : Int ) = f ( a )
// Apply :: ((* = > *) x *) = > *
type Apply [ A [ _ ] , B ] = A [ B ]
Typy
Mnemonics
Co dałoby się poprawić w sposobie w jaki
generujemy dynamicznie bajtkod?
Typy
Transformacje stosu
54
-12
R
iadd
42
R
Typy
Prosta transformacja stosu
Example
def appendC alField
( calField : Int )
( start : F ): F = {
// Convention :
//
- Local variable 1 is the Calendar object
//
- Before this block , StringBuilder on top of the stack
//
- After this block , StringBuilder on top of the stack
start ~
aload (1) ~
bipush ( calField ) ~
method2 (( _ : Calendar ). get ( _ : Int )) ~
method2 (( _ : StringBuilder ). append ( _ : Int ))
}
trait F {
def ~( f : F = > F ): F
}
Typy
Prosta transformacja stosu
Example
def appendC alField [ R <: Stack ]
( calField : Int )
( start : F [ R ** StringBuilder ]): F [ R ** StringBuilder ] = {
// Convention :
//
- Local variable 1 is the Calendar object
//
- Before this block , StringBuilder on top of the stack
//
- After this block , StringBuilder on top of the stack
start ~
aload (1) ~
bipush ( calField ) ~
method2 (( _ : Calendar ). get ( _ : Int )) ~
method2 (( _ : StringBuilder ). append ( _ : Int ))
}
trait F [+ ST <: Stack ] {
def ~[ ResST <: Stack ]( f : F [ Stack ] = > F [ ResST ]): F [ ResST ]
}
Typy
Implementacja
Example
trait Stack
trait Nil extends Stack
case class Cons [+ R <: Stack , + T ] extends Stack
// Infix type alias
type ** [ X <: Stack , Y ] = Cons [X , Y ]
Typy
Więcej?
HOList
HOMap
Obliczenia na poziomie typów
...
Typy
Wnioski
Dają gwarancje poprawności tam, gdzie
możnaby się ich nie spodziewać
Bardziej generyczne otypowanie
Typy
Klasy abstrakcji na typach
Klasy abstrakcji typów
Typy
Przykład
Example
sum ( List (1 , 2 , 3 , 4)) // = > 10
sum ( List (3.14 , 2.72)) // = > 5.86
sum ( List ( " a " , " bc " )) // ?!
Typy
Przykład
Example
trait Num [ A ] {
val zero : A
def add ( x : A , y : A ): A
}
def sum [ A ]( nums : List [ A ])( tc : Num [ A ]) =
nums . foldLeft ( tc . zero )( tc . add )
Typy
Przykład
Example
object IntNum extends Num [ Int ] {
val zero = 0
def add ( x : Int , y : Int ) = x + y
}
object DoubleNum extends Num [ Double ] {
val zero = 0 d
def add ( x : Double , y : Double ) = x + y
}
Typy
Przykład
Example
sum ( List (1 , 2 , 3 , 4))( IntNum )
sum ( List (3.14 , 2.72))( DoubleNum )
Typy
Przykład
Example
trait Num [ A ] {
val zero : A
def add ( x : A , y : A ): A
}
def sum [ A ]( nums : List [ A ])( tc : Num [ A ]) =
Typy
Przykład
Example
trait Num [ A ] {
val zero : A
def add ( x : A , y : A ): A
}
def sum [ A ]( nums : List [ A ])( implicit tc : Num [ A ]) =
Typy
Przykład
Example
object IntNum extends Num [ Int ] {
val zero = 0
}
object DoubleNum extends Num [ Double ] {
val zero = 0 d
}
Typy
Przykład
Example
implicit object IntNum extends Num [ Int ] {
val zero = 0
}
implicit object DoubleNum extends Num [ Double ] {
val zero = 0 d
}
Typy
Przykład
Example
sum ( List (1 , 2 , 3 , 4))( IntNum )
sum ( List (3.14 , 2.72))( DoubleNum )
Typy
Przykład
Example
sum ( List (1 , 2 , 3 , 4))
sum ( List (3.14 , 2.72))
Typy
Przykład
Example
sum ( List (1 , 2 , 3 , 4))
sum ( List (3.14 , 2.72))
object MyIntNum extends Num [ Int ] {
val zero = 1
val add ( x : Int , y : Int ) = x * y
}
sum ( List (1 , 2 , 3 , 4))( MyIntNum )
Typy
Inne przykłady
Ord, Eq
Coerce
Collects, FiniteMap
Addable
Typy
Wnioski
Klasy abstrakcji typów
Fajniejszy sposób na pokazanie pewnych
zależności między typami
Pomaga w utrzymaniu Single Responsibility
Principle
Przepływ sterowania
Kontynuacje
Kontynuacje
Właściwie ograniczone kontynuacje
Go To considered harmful
Głupie przykłady
goto
wyjątki
AIO
...
Obsługa zdarzeń?
1
3
kodu aplikacji desktopowych Adobe stanowi
obsługa zdarzeń
1
2 zgłaszanych błędów pochodzi z tego kodu
Obsługa zdarzeń?
1
3
kodu aplikacji desktopowych Adobe stanowi
obsługa zdarzeń
1
2 zgłaszanych błędów pochodzi z tego kodu
dlaczego mają tam tyle błędów?
Inwersja kontroli
Example
var path : Path = null
val moveObserver = { ( event : MouseEvent ) = >
path . lineTo ( event . position )
draw ( path )
}
control . a d d M o u s e D o w n O b s e r v e r { event = >
path = new Path ( event . position )
control . a d d M o u s e M o v e O b s e r v e r ( moveObserver )
}
control . a d d M o u s e U p O b s e r v e r { event = >
control . r e m o v e M o u s e M o v e O b s e r v e r ( moveObserver )
path . close ()
draw ( path )
}
Co jest złego w tym kodzie?
Efekty uboczne
¬ Enkapsulacja
Brak kompozycyjności
Niski poziom abstrakcji
Wyższa abstrakcja?
Example
var path : Path = null
var moveObserver = null
observe ( control . mouseDown ) { event = >
path = new Path ( event . position )
moveObserver =
observe ( control . mouseMoves ) { event = >
path . lineTo ( event . position )
draw ( path )
}
}
observe ( control . mouseUp ) { event = >
moveObserver . dispose ()
path . close ()
draw ( path )
}
Bez inwersji kontroli?
Example
Reactor . once { self = >
// step 1:
val path = new Path (( self next mouseDown ). position )
// step 2:
self loopUntil mouseUp {
val m = self next mouseMove
path . lineTo ( m . position )
draw ( path )
}
// step 3:
path . close ()
draw ( path )
}
Signal Whitening
Example
val path : Signal [ Path ] =
Val ( new Path ) once { self = >
import self . _
val down = next ( mouseDown )
emit ( previous . moveTo ( down . position ))
loopUntil ( mouseUp ) {
val m = next ( mouseMove )
emit ( previous . lineTo ( m . position ))
}
emit ( previous . close )
}
Wnioski
Kontynuacje
umożliwiają enkapsulację inwersji kontroli

Sztuczki w programowaniu

Transkrypt

Podobne dokumenty

Harmonogram dni praktyków 2013

Kliknij aby pobrać dokument w formacie PDF - X

Sztuczki marketingowe cz. 5

Przedszkole ANIELINEK, Harmonogram warsztatów Funiversity

klikbajt Zobacz w grafice Google Rejestracja hasła

Sztuczki marketingowe cz. 3