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 následující rozšíření:

• Haskell

Více informací o různých variantach jak nastavit pracovní prostředí je v: Instalační příručka

Prezentace

Prezentace použité v našich přednáškách:

Úvod do FPR Introduction to FPR

Základy funkcionálního programování

• Page 12 CZ
• Page 26 CZ
• Page 34 CZ
• Page 42 Lists Tuples CZ
• Page 48 Theory Example CZ
• Page 55 CZ
• Page 70 CZ
• Page 80 CZ

Basics of functional Programming

• Page 12 EN
• Page 26 EN
• Page 34 EN
• Page 42 EN
• Page 48 EN

Introduction to advanced topics of functional programming

Rozvrh:

• Lecture 1: Beginning - Page 34 (2 hours)
• Lecture 2: Page 35 - Page 42 (2 hours)
• Lecture 3: no lecture
• Lecture 4: Page 43 - Page 55 (2 hour)
• Lecture 5: Page 56 - Page 63 (1 hour)
• Lecture 6: Page 64 - Page 70 (1 hour)
• Lecture 7: Summary before Test 1
• Lecture 8: no lecture
• Lecture 9: Page 71 - Page 80 (1 hour) + Solutions for Test 1
• Lecture 10: Solutions for Homework 1
• Lecture 11: Summary before Test 2
• Lecture 12: Advanced topics (2 hours)
• Lecture 13: Advanced topics (2 hours)
• Lecture 14: Solutions for Homework 2 + Test 2

Cvičení

• Cvičení 1
• Cvičení 2
• Cvičení 3
• Cvičení 4
• Cvičení 5
• Cvičení 6
• Cvičení 7
• První programovací test.
• Cvičení 9 (1. Domácí úkol)
• Cvičení 10
• Cvičení 11
• Druhý programovací test
• Cvičení 12 (2. Domácí úkol)
• Budou uděleny zápočty za tento předmět. Studenti mohou zopakovat jeden z testů.

Tahák se základními funkcemi v PDF

Domácí úkoly

• Domácí úkol 1
• Domácí úkol 2

Kombinované studium

Tutoriál 1

• Presentace Začátek - Page 34
• Cvičení 1
• Cvičení 2

Tutoriál 2

• Prezentace Page 35 - Page 46
• Cvičení 3
• Cvičení 4

Tutoriál 3

• Prezentace Page 47 - Page 63
• Cvičení 5
• Cvičení 6
• Cvičení 7
• Na tomto tutoriálu proběhne krátký test (10 bodů)
• Bude přiřazen první domácí úkol.

Tutoriál 4

• Prezentace Page 64 - Page 80
• Cvičení 9
• Cvičení 10
• Cvičení 11
• Bude ohodnocen první domácí úkol (25 bodů).
• První programovací test (20 bodů).

Tutoriál 5

• Bude zadán druhý domácí úkol.
• Prezentace Začátek - Page 31 (volitelné, látka nebude součástí testu)
• Cvičení 12 (volitelné, látka nebude součástí testu)

Tutorial 6

• Bude ohodnocen druhý domácí úkol (25 bodů).
• Druhá programovací úloha (20 bodů).