Programación funcional Core Upgrade Febrero 2018 (ejemplos con Javascript)

Programación
funcional con
λ

Programación funcional
Deﬁnición
La programación funcional es un paradigma de programación declarativa
basado en el uso de funciones puras, sin efectos secundarios.

¿funciones puras?
¿efectos secundarios?

En términos simples…
Utilizar funciones que lo único que hacen es procesar los datos
de entrada y retornar el resultado.
Siempre que la entrada sea la misma, el resultado también lo
será.
Historia

¿Donde empieza la idea de utilizar las
funciones de esa forma?
Demos un vistazo al pasado…
Historia

Entscheidungsproblem
ntscheidungsproblem
Historia

David Hilbert
1862 - 1943
En 1928 planteó el Entscheidungsproblem (problema de decisión), buscaba un
procedimiento capaz de determinar si S era un teorema, donde S es una
proposición de lógica de primer orden (ej. ∀x∃y x = y + y).
Historia

Alonzo Church
1903 - 1995
Diseñó un sistema formal llamado calculo lambda el cual utilizó para demostrar que el problema
de decisión (Entscheidungsproblem) era irresoluble.
Propuso la deﬁnición de calculabilidad efectiva a cualquier función que sea “λ-deﬁnible”, dicho en
otras palabras, que pueda ser programada en el calculo lambda, el día de hoy conocemos esa
conjetura como la tesis de Church.
Historia

Historia

¿De qué se trata el cálculo lambda?
Historia

En el cálculo lambda, las funciones son anónimas, se utiliza el símbolo
lambda para deﬁnirlas y solo reciben un valor de entrada.
f(x) = x * x sería equivalente a λx.x*x
f(x,y) = x - y sería equivalente a λx.λy.x - y
Lambda Calculus

El concepto central en cálculo lambda es la “expresión”.
<expresión> := <variable> | <abstracción> | <aplicación>
<abstracción> := λ <variable>.<expresión>
<aplicación> := <expresión><expresión>
abstracción := λx.x
aplicación := (λx.x)y
expresión := (λx.x)((λx.x)y)
Lambda Calculus

Variables ligadas y variables libres.
λx.xy
En la función anterior decimos que la variable x es ligada porque está
deﬁnida luego del símbolo lambda y es utilizada en el cuerpo de la función
(en el mismo contexto).
La variable y es libre porque no se encuentra en el contexto local de la
expresión
Lambda Calculus

Sustitución
[(uv)/x] (λy.x(λw.vwx)) => λy.uv(λw.vw(uv))
[(λy.xy)/x] (λy.x(λx.x)) => λy.(λy.xy)(λx.x)
//No termina…
(λx. x x) (λx. x x) (λx. x x) (λx. x x) (λx. x x) (λx. x x)
Lambda Calculus

Booleanos
true := λx. λy.x
false := λx. λy.y
Aritmetica
suma := λm.λn.λf.λx. m f ( n f x)
succ := λn.λf.λx.f (n f x)
Números
0 := λf . λx . x
1 := λf . λx . f x
2 := λf . λx . f (f x)
3 := λf . λx . f (f (f x))
Lambda Calculus

Linea de tiempo de  
los lenguajes funcionales
Historia

Clojure (2007)
F# (2005)
Scala (2004)
Haskell (1990)
Erlang (1986)
Miranda (1985)
FP (1977)
ML (1973)
ISWIM (1966)
LISP (1960)
Rich HickeyMartin OderskyJoe ArmstrongJhon BackusPeter Landin
MicrosoftComité internacional
(Yale y Glasgow)
David TurnerRobert MilnerJohn McCarthy
Historia

¿Porqué ahora?
¿Porqué hoy en día los lenguajes están incluyendo
características funcionales?

• En ciencias de la computación, las buenas ideas suelen tomarse muchos
años después. Simula 67 (1967) fue el primer lenguaje orientado a objetos
pero solo con la aparición de c++ (1983) OOP se volvió popular.
• Con el paso de los años los problemas se han vuelto más complejos y
resolverlos implica ejecutar tareas en paralelo (hilos) y/o de forma distribuida
(cloud). La programación funcional elimina el problema de sincronización de
estado.
• Al trabajar con funciones puras y eliminar los efectos secundarios, los
programas tienden a ser más conﬁables y más fáciles de testear.
¿Porqué ahora?

Lo más importante de programar funcionalmente no es el
lenguaje ni la sintaxis sino el cambio de pensamiento.
Cambio de pensamiento

Imperativo Declarativo
Cambio de pensamiento

Ahora que sabemos que lo que importa es el cambio de
pensamiento, veamos algunas deﬁniciones.
Deﬁniciones

Transparencia referencial
Decimos que una expresión es transparentemente referencial si podemos reemplazar el
valor de todas sus ocurrencias en el programa sin alterar el funcionamiento del mismo.
Deﬁniciones

Valores inmutables
La modiﬁcación de los valores no existe, una vez creado ese valor no podrá mutar, lo que
podemos hacer es crear nuevos valores a partir de los creados inicialmente.
Deﬁniciones

Valores inmutables
No se modiﬁcan las estructuras, por ejemplo una nueva propiedad en un objeto o un
nuevo elemento en un array usando push. Siempre debemos crear nuevos objetos.
Deﬁniciones

Valores inmutables
Lo mismo sucede con las nuevas estructuras de ES6
Deﬁniciones

Funciones de orden superior
Este tipo de funciones toman otras funciones como parámetros o retornan otras
funciones como resultados.
Deﬁniciones

Composición de funciones
Podemos componer funciones para obtener una sola función (no incluído en js por
defecto).
Deﬁniciones
js Ramda

Recursividad
Las iteraciones se realizan utilizando funciones recursivas.
Deﬁniciones
Versión con optimización por
cola (PTC)
https://github.com/tc39/proposal-ptc-syntax

Muchos han estado usando la programación funcional sin
siquiera saberlo…
Ejemplos en lenguajes

Javascript

Python

Swift

Java

C# (LINQ)

A lo largo de la historia, el uso de variables e hilos no ha
funcionado muy bien, veamos algunos ejemplos…
Historias de la programación imperativa

Therac-25
Therac-25 fue una maquina de radio terapia que al contar con una falla de software
causó la muerte de 3 pacientes y otros quedaron con daños por sobredosis de
radiación.
El diagnostico:
Se determinó que el mal funcionamiento del programa era ocasionado por una
condición de carrera, relacionada con el desbordamiento de una variable contadora.
Wikipedia

Apagón del noreste del 2003
Se produjo un apagón que afectó buena parte de Estados Unidos y parte de Canadá.
El diagnostico:
Un bug en el software en el sistema de alarma en el cuarto de control.
La falla en la alarma dejo a los trabajadores inadvertidos del problema,
el bug fue una condición de carrera que puso la alarma en un bucle inﬁnito.
Wikipedia

Podemos utilizar programación funcional para cambiar el
manejo de hilos con datos mutables y usar la naturaleza de la
programación funcional para trabajar con datos inmutables.

Creo que ahora si estamos avanzando…

Lo que hemos visto hasta ahora es solo la punta del iceberg,
podemos utilizar algunas librerías para potenciar la
programación funcional en Javascript.
Librerías

+ FP
https://github.com/lodash/lodash/wiki/FP-Guide
Librerías

O también podemos usar lenguajes funcionales que
compilan a Javascript…
Librerías

Librerías

Demos un vistazo a Scala.js.
Scala.js

• Eliminación de errores de tipos
• Código compartido entre cliente/servidor
• Interoperabilidad con Javascript
• Reversa de urls con chequeo de errores
• Optimización y compresión de código
• Parámetros call by name
• Valores opcionales (undeﬁned)
• Valores inmutables (reales)
• Pattern Matching
• Estructuras de datos adicionales (tuplas,
listas, entre otros)
• For Comprehensions and guards (https://
docs.scala-lang.org/tour/for-
comprehensions.html)
• Funciones parcialmente aplicadas
Scala.js
Ventajas de Scala.js

Scala.js
Equivalencias js a Scala.js
https://www.scala-js.org/doc/sjs-for-js/es6-to-scala-part1.html

Temas de interés:
Lambda Calculi de Alonzo Church
https://www.amazon.com/Introduction-Mathematical-Logic-Alonzo-Church/dp/0691029067
An Unsolvable Problem of Elementary Number Theory
http://www.jstor.org/stable/2371045
A note on the Entscheidungsproblem
http://www.jstor.org/stable/2269326
Computable Numbers with an application to the Entscheidungsproblem
https://www.cs.virginia.edu/~robins/Turing_Paper_1936.pdf
Enlaces

Temas de interés:
Learn Haskell
http://learnyouahaskell.com/
Whatsapp utiliza Erlang
http://www.wired.com/2015/09/whatsapp-serves-900-million-users-50-engineers/
Coursera está desarrollado en Scala
http://www.typesafe.com/resources/case-studies-and-stories/making-online-education-accessible-with-
typesafe
Twitter migró de Ruby a Scala
http://www.typesafe.com/resources/case-studies-and-stories/new-tweets-per-second-record-and-how
Enlaces

Temas de interés:
FunctionalWorks (jobs)
https://jobs.functionalworks.com/
Why Spark is made with Scala
https://www.quora.com/Why-is-Apache-Spark-implemented-in-Scala
Maniﬁesto reactivo
www.reactivemanifesto.org/es
Enlaces

Gracias
marco@evolbit.net
http://blog.evolbit.net
@mordonez_me
https://www.facebook.com/groups/scalaperu/

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