Toiminnallinen ohjelmointi Pythonissa - GeeksforGeeks (2023)

Funktionaalinen ohjelmointi on ohjelmointiparadigma, jossa yritämme sitoa kaiken puhtaasti matemaattisten funktioiden tyyliin. Se on deklaratiivinen ohjelmointityyli. Sen pääpaino on "mitä ratkaista” toisin kuin pakottava tyyli, jossa pääpaino on ”Miten ratkaista". Se käyttää lausekkeita lausekkeiden sijaan. Lauseke arvioidaan tuottamaan arvo, kun taas lauseke suoritetaan muuttujien määrittämiseksi.

Funktionaalisen ohjelmoinnin käsitteet

Kaikkien toiminnallisten ohjelmointikielten odotetaan noudattavan näitä käsitteitä.

• Puhtaat toiminnot:Näillä funktioilla on kaksi pääominaisuutta. Ensinnäkin ne tuottavat aina saman tulosteen samoihin argumentteihin riippumatta mistään muusta. Toiseksi niillä ei ole sivuvaikutuksia, eli ne muokkaavat mitä tahansa argumenttia tai globaaleja muuttujia tai tuottavat jotain.
• Rekursio:Toiminnallisissa kielissä ei ole "for"- tai "while"-silmukkaa. Iteraatio toiminnallisilla kielillä toteutetaan rekursion avulla.
• Toiminnot ovat ensiluokkaisia ​​ja voivat olla korkeampia:Ensimmäisen luokan funktioita käsitellään ensimmäisen luokan muuttujina. Ensimmäisen luokan muuttujat voidaan välittää funktioille parametreina, ne voidaan palauttaa funktioista tai tallentaa tietorakenteisiin.
• Muuttujat ovat muuttumattomia:Toiminnallisessa ohjelmoinnissa emme voi muokata muuttujaa sen alustuksen jälkeen. Voimme luoda uusia muuttujia – mutta emme voi muokata olemassa olevia muuttujia.

Toiminnallinen ohjelmointi Pythonissa

Python tukee myös toiminnallisen ohjelmoinnin paradigmoja ilman erityisominaisuuksien tai kirjastojen tukea.

Puhtaat toiminnot

Kuten edellä on käsitelty, puhtailla funktioilla on kaksi ominaisuutta.

• Se tuottaa aina saman tulosteen samoille argumenteille. Esimerkiksi 3+7 on aina 10 riippumatta siitä, mitä.
• Se ei muuta tai muokkaa syöttömuuttujaa.

Toinen ominaisuus tunnetaan myös nimellä muuttumattomuus. Pure Functionin ainoa tulos on sen palauttama arvo. Ne ovat deterministisiä. Toiminnallisen ohjelmoinnin avulla tehtyjen ohjelmien virheenkorjaus on helppoa, koska puhtailla funktioilla ei ole sivuvaikutuksia tai piilotettuja I/O:ita. Puhtaat toiminnot helpottavat myös rinnakkaisten/samanaikaisten sovellusten kirjoittamista. Kun koodi on kirjoitettu tällä tyylillä, älykäs kääntäjä voi tehdä monia asioita - se voi rinnastaa ohjeet, odottaa tulosten arvioimista tarvittaessa ja muistaa tulokset, koska tulokset eivät koskaan muutu niin kauan kuin syöte ei muutu.

Esimerkki:

Lähtö:

Alkuperäinen luettelo: [1, 2, 3, 4]Muokattu luettelo: [1, 4, 9, 16]

Rekursio

Toiminnallisen ohjelmoinnin aikana ei ole käsitettävartensilmukka taisillä aikaasilmukka, sen sijaan käytetään rekursiota. Rekursio on prosessi, jossa funktio kutsuu itseään suoraan tai epäsuorasti. Rekursiivisessa ohjelmassa tarjotaan ratkaisu perustapaukseen ja isomman ongelman ratkaisu ilmaistaan ​​pienempinä ongelmina. Voi herää kysymys, mikä on perustapaus? Perustapausta voidaan pitää ehtona, joka käskee kääntäjää tai tulkkia poistumaan funktiosta.

Huomautus:Katso lisätietojaRekursio

Esimerkki:Tarkastellaan ohjelmaa, joka löytää listan kaikkien elementtien summan käyttämättä mitään for-silmukkaa.

Lähtö:

15

Toiminnot ovat ensiluokkaisia ​​ja voivat olla korkeampia

Ensiluokkaisia ​​esineitä käsitellään tasaisesti kauttaaltaan. Ne voidaan tallentaa tietorakenteisiin, välittää argumentteina tai käyttää ohjausrakenteissa. Ohjelmointikielen sanotaan tukevan ensiluokkaisia ​​toimintoja, jos se käsittelee toimintoja ensiluokkaisina objekteina.

Ensimmäisen luokan funktioiden ominaisuudet:

• Funktio on objektityypin esiintymä.
• Voit tallentaa funktion muuttujaan.
• Voit siirtää funktion parametrina toiselle funktiolle.
• Voit palauttaa funktion funktiosta.
• Voit tallentaa ne tietorakenteisiin, kuten hash-taulukoihin, listoihin,…

Lähtö:

Hei, minut on luotu argumenttina annetulla funktiolla.

Huomautus:Lisätietoja on kohdassaEnsimmäisen luokan toiminnot Pythonissa.

Sisäänrakennetut korkeamman asteen toiminnot

Python on ottanut käyttöön joitain yleisesti käytettyjä korkeamman asteen funktioita helpottaakseen iteroitavien objektien, kuten luetteloiden ja iteraattorin, käsittelyä. Nämä funktiot palauttavat iteraattorin, joka on tilaa säästävä. Jotkut sisäänrakennetuista korkeamman asteen toiminnoista ovat:

• Kartta():map()-funktio palauttaa luettelon tuloksista, kun annettua funktiota on käytetty tietyn iterablen jokaiseen kohteeseen (luettelo, monikko jne.)
  

  Syntaksi:kartta (hauskaa, iter)

  Parametrit:
  hauskaa:Se on funktio, jolle kartta välittää tietyn iteroitavuuden jokaisen elementin.
  iter:Se on iteroitava, joka on kartoitettava.

  Palautustyyppi:Palauttaa karttaluokan iteraattorin.

  Esimerkki:

  # Python-ohjelma toimivuuden osoittamiseksi

  # kartasta.

  # Palauta kaksinkertainen n:stä

  def lisäys(n):

  palata n+ n

  # Tuplaamme kaikki numerot käyttämällä map()

  numeroita= (1,2,3,4)

  tuloksia= kartta(lisäys, numerot)

  # Ei tulosta arvoa

  Tulosta(tulokset)

  # Tulostusarvolle

  varten tulossisään tulokset:

  Tulosta(tulos, loppu= " ")

  Lähtö:

  2 4 6 8

  Huomautus:Lisätietoja on kohdassaPython map() -funktio

• suodattaa():Filter()-menetelmä suodattaa annetun sekvenssin funktion avulla, joka testaa sekvenssin jokaisen elementin olevan tosi vai ei.
  

  Syntaksi:suodatin (funktio, järjestys)

  Parametrit:
  toiminto:funktio, joka testaa, onko sekvenssin jokainen elementti tosi vai ei.
  järjestys:suodatettava sekvenssi, se voi olla minkä tahansa iteraattorin joukkoja, listoja, monikoita tai säiliöitä.

  Palautustyyppi:palauttaa iteraattorin, joka on jo suodatettu.

  Esimerkki:

  # Python-ohjelma toimivuuden osoittamiseksi

  suodattimen #.

  #-toiminto, joka suodattaa vokaalit

  def hauska (muuttuva):

  kirjaimet= ['a','e','minä','o','u']

  jos (muuttujasisään kirjaimet):

  palata Totta

  muu:

  palata Väärä

  #sekvenssi

  järjestys= ['g','e','e','j',"k",'s','p','r']

  # käyttämällä suodatintoimintoa

  suodatettu= suodattaa(hauskaa, sarja)

  Tulosta("Suodatetut kirjaimet ovat:")

  varten ssisään suodatettu:

  Tulosta(s)

  Lähtö:

  Suodatetut kirjaimet ovat: ee

  Huomautus:Lisätietoja on kohdassafilter() Pythonissa

• Lambdan toiminnot:Pythonissa anonyymi funktio tarkoittaa, että funktiolla ei ole nimeä. Kuten jo tiedämme, def-avainsanaa käytetään normaalien funktioiden määrittämiseen ja lambda-avainsanaa anonyymien funktioiden luomiseen.

  Syntaksi:

  lambda-argumentit: lauseke

  1) Tällä funktiolla voi olla mikä tahansa määrä argumentteja, mutta vain yksi lauseke, joka arvioidaan ja palautetaan.
  2) Lambda-funktioita voi käyttää vapaasti missä tahansa funktioobjekteja tarvitaan.
  3) Sinun on pidettävä tietosi siitä, että lambda-funktiot on syntaktisesti rajoitettu yhteen lausekkeeseen.
  4) Sillä on erilaisia ​​käyttötarkoituksia tietyillä ohjelmoinnin aloilla muiden funktioiden lausekkeiden lisäksi.

  Esimerkki:

  # Python-koodi esitettäväksi

  # lambda

  kuutio= lambda x: x* x*x

  Tulosta(kuutio(7))

  L= [1,3,2,4,5,6]

  on tasan= [xvarten xsisään Ljos x% 2 == 0]

  Tulosta(on tasan)

  Lähtö:

  343 [2, 4, 6]

  Huomautus:Lisätietoja on kohdassaPython lambda.

Muuttumattomuus

Muuttumattomuus on toiminnallinen ohjelmointiparadigma, jota voidaan käyttää virheenkorjaukseen, koska se aiheuttaa virheen siellä, missä muuttujaa muutetaan, ei siellä, missä arvoa muutetaan. Python tukee myös joitain muuttumattomia tietotyyppejä, kuten merkkijono, monikko, numeerinen jne.

Esimerkki:

Lähtö:

Traceback (viimeisin puhelu viimeisin): Tiedosto "/home/ee8bf8d8f560b97c7ec0ef080a077879.py", rivi 10immutable[1] = 'K'TypeError: 'str'-objekti ei tue kohteen määritystä

Ero toiminnallisen ohjelmoinnin ja olioohjelmoinnin välillä

Oliopohjaiset kielet ovat hyviä, kun asioilla on kiinteät toiminnot, ja koodin kehittyessä lisäät ensisijaisesti uusia asioita. Tämä voidaan saavuttaa lisäämällä uusia luokkia, jotka toteuttavat olemassa olevia menetelmiä, ja olemassa olevat luokat jätetään yksin.

Toiminnalliset kielet ovat hyviä, kun sinulla on kiinteä joukko asioita, ja koodisi kehittyessä lisäät ensisijaisesti uusia toimintoja olemassa oleviin asioihin. Tämä voidaan saavuttaa lisäämällä uusia toimintoja, jotka laskevat olemassa olevilla tietotyypeillä, ja olemassa olevat funktiot jätetään yksin.

Viimeksi päivitetty :11. lokakuuta 2021

Kuten artikkeli

Tallenna artikkeli