Funkcionální programování

Úvod

Předmět seznamuje s funkcionálním stylem programování. Zahrnuje základní vlastnosti funkcionálního programování, jako je programování bez vedlejších efektu, funkce jako hodnota prvního řádu, funkce vyšších řádů, rekurze, přizpůsobení, technika pattern matching nebo uzávěry funkcí. Rovněž kurz představuje vybrané datové struktury jako je seznam nebo strom a funkcionální styl práce s těmito strukturami. Jako programovací jazyk bude použit Haskell. Je to čistě funkcionální, staticky typovaný a líně vyhodnocovaný jazyk.

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Základním cílem předmětu bude dovednost zapsat jednoduché algoritmy pomocí funkcionálního stylu programování. Přesněji řečeno, studenti pochopí rekurzi a vybrané rekurzivní datové struktury, budou schopni využívat funkce vyššího řádu, budou schopni definovat funkce pomocí techniky pattern matching. Budou schopni používat mechanismus zapouzdření pro funkce jako jsou uzávěry či modulární rozhraní a správně rozumět proměnným a jejich lexikálnímu rozsahu platnosti v programech. Na praktické úrovni budou schopni zapsat tyto základní algoritmy v programovacím jazyce Haskell. Navíc budou schopni rozpoznat funkcionální styl programování, pochopí výhody a nevýhody tohoto stylu programování a budou schopni porovnat tento styl programování s jinými přístupy, jako je imperativní nebo objektově orientované programování.

Doporučená literatura

• Lipovaca M.:Learn You a Haskell for Great Good!: A Beginner's Guide (1st ed.). No Starch Press, San Francisco, CA, USA, 2011 - for free at: http://learnyouahaskell.com/

• O'Sullivan B., Goerzen J., Stewart D.: Real world Haskell, O'Reilly Media, Inc. 2008. ISBN:0596514980 - for free at: http://book.realworldhaskell.org/read/

• Thompson S.: The Haskell: The Craft of Functional Programming (3nd ed.). Addison-Wesley Professional, October 2, 2011, ISBN-10: 0201882957.

Způsob průběžné kontroly znalostí během semestru

Během cvičení budou studenti programovat zadané úkoly. Výsledky těchto úkolů budou důležitou součástí závěrečného hodnocení. Bude zadáno nejméně sedm hodnocených úkolů. Dále budou zadány dva menší projekty.

Software

V našich hodinách budeme používat Haskell Platform s Visual Studio Code. Pro VS Code budeme používat dvě rozšíření:

• Haskero
• Haskell GHCi Debug Adapter Phoityne

Installation guide Windows (single user)

1. Download and install Haskell platform from https://www.haskell.org/platform/windows.html
   • Use default paths. Installer adds to system variable PATH a path to executable stack.exe.
2. Download and install VS Code https://code.visualstudio.com/#alt-downloads
3. Open cmd and type:

   stack install intero phoityne-vscode haskell-dap --system-ghc

4. Open file c:\sr\config.yaml and add a line

   system-ghc : true

   • Attribute --system-ghc is optional and redundant to previous step (it is the same setting, but global).
5. Open VS Code and install extensions:
   • Haskero
   • Haskell GHCi Debug Adapter Phoityne

Installation guide Windows (all users)

This guide assumes, that there is on user, that prepares the development environment for other user.

1. Download and install Haskell platform from https://www.haskell.org/platform/windows.html
2. * For stack, use a path accessible to all user (for example c:\stack). Installer adds to user variable PATH a path to executable stack.exe, and adds a new user variable STACK_ROOT. Move these values from user variables to system variables.
3. Download and install VS Code https://code.visualstudio.com/#alt-downloads. Use the system installer.
4. Open cmd and type:

   stack install intero phoityne-vscode haskell-dap --system-ghc

   • It will generate some executable files to default location: c:\Users\ -- YOUR NAME -- \AppData\Roaming\local\bin\ move them to the directory with stack.exe.
5. Open file c:\sr\config.yaml and add lines:

   system-ghc : true
   skip-msys : true
   

   These settings save time and space on disk (it will not install GHC while installing packages and MSYS2 for every user).

6. Open VS Code and install extensions:
   • Haskero
   • Haskell GHCi Debug Adapter Phoityne

Installation guide Ubuntu (single users)

1. Perform following commands:

   sudo apt-get install haskell-platform
   sudo apt-get install haskell-stack
   sudo snap install code --classic
   

   • Optional step - Right now (August, 2019) Haskell Platform from Ubuntu repositories contains GHC 8.4.4. Stack current default resolver is lts-14.00. It requires GHC version 8.6.5. It will automatically download this version. To save disk space, you can generate stack global config (for example stack path) and change the global resolver in file ~/.stack/global-project/stack.yaml to lts-12.15. Then open file ~/.stack/config.yaml and add lines:

   system-ghc : true
   skip-ghc-check: true
   

2. Continue with installation of required packages:

   stack install intero phoityne-vscode haskell-dap
   

3. Open VS Code and install extensions:
   • Haskero
   • Haskell GHCi Debug Adapter Phoityne

Installation guide Ubuntu (all users)

1. Perform following commands:

   sudo apt-get install haskell-platform
   sudo apt-get install haskell-stack
   sudo snap install code --classic
   

2. Create a directory that will be a stack root, it should be readable by all users (for example /stack).
3. Create a file /etc/profile.d/stack.sh with following line:export STACK_ROOT=your stack root directory
4. Create a file /etc/stack/config.yaml with following lines:

   skip-ghc-check: true
   system-ghc: true
   allow-different-user: true
   

5. Generate stack global config (for example stack path) and change the global resolver in file $STACK_ROOT/global-project/stack.yaml to lts-12.15.
6. Continue with installation of required packages:

   stack install intero phoityne-vscode haskell-dap
   

7. It will produce some executable files to ~/.local/bin copy them to: /usr/local/bin (or other search when executing location).
8. Open VS Code and install extensions:
   • Haskero
   • Haskell GHCi Debug Adapter Phoityne

Prezentace

Prezentace použitá v našich přednáškách v PDF

Rozvrh:

• Lecture 1: Page 1 - Page 20
• Lecture 2: Page 1 - Page 20
• Lecture 3: Page 1 - Page 20
• Lecture 4: Page 1 - Page 20
• Lecture 5: Page 1 - Page 20
• Lecture 6: Page 1 - Page 20
• Lecture 7: Page 1 - Page 20

Cvičení

• Lab 1 - #laboratories
• Lab 2 -