cnam:utc503:declarative:fonctionnelle [SlamWiki 2.1]

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--- cnam:utc503:declarative:fonctionnelle [2023/11/06 19:33] – [1 - fonctions pures] jcheron
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 Basée sur l'utilisation des fonctions, à la condition de respecter certains principes.
-La prog fonctionnelle n'admet pas le changement d'états et la mutation des données(contrairement à la prog impérative).
+La prog fonctionnelle n'admet pas le changement d'états et la mutation des données (contrairement à la prog impérative).
 Les langages fonctionnels sont ceux vouent un culte à ces principes ou sont basés sur eux :
-<WRAP round box>
+<WRAP round info  box>
 Lisp (1958), Scheme (1975), Common Lisp (1984), Haskell (1987), OCaml (1996), Scala (2003), PureScript (2013)...
 </WRAP>
 Les langages de programmation impératifs acceptant le passage de fonctions en paramètres peuvent être utilisés dans le cadre d'une approche fonctionnelle :
-<WRAP round box>
+<WRAP round info box>
 ECMAScript, Java, C#, PHP, Perl, Python, Ruby, Kotlin...
 </WRAP>
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 let pi = 3.14 ;
 const calculateArea = (radius) => radius * radius * pi;
-calculateArea(10);// returns 314.0
+calculateArea(10);// returns 314.0, ou autre chose si pi est modifié
 </sxh>
-== Suppression de la variable globale PI pour la rendre pure : ==
+== Suppression de la variable globale **pi** pour la rendre pure : ==
 <sxh javascript;gutter:false>
 let pi = 3.14;
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 calculateArea(10, pi);// returns 314.0
 </sxh>
+== Ou (plus logique), passage de **pi** en constante : ==
+<sxh javascript;gutter:false>
+const PI = 3.14;
+const calculateArea = (radius) => radius * radius * PI;
+calculateArea(10);// returns 314.0
+</sxh>
+=== b- Influence du contexte ===
+Exemples de fonctions impures :
+== Lecture de fichiers : ==
+<sxh javascript;gutter:false>
+const charactersCounter = (text) => `Character count: ${text.length}`;
+function analyzeFile(filename) {
+    let fileContent = open(filename);
+    return charactersCounter(fileContent);
+}
+</sxh>
+== Génération d'aléatoires : ==
+<sxh javascript;gutter:false>
+function getRandomArbitrary(min, max) {
+    return Math.random() * (max - min) + min;
+}
+</sxh>
+=== c- Mutabilité ===
+Exemple de fonction impure :
+== Modification de globale : ==
+<sxh javascript;gutter:false>
+let counter = 1;
+function increaseCounter(value) {
+    counter = value + 1;
+}
+increaseCounter(counter);
+console.log(counter);// 2
+</sxh>
+Rendue pure :
+<sxh javascript;gutter:false>
+let counter = 1;
+const increaseCounter = (value) => value + 1;
+increaseCounter(counter);// 2
+console.log(counter);// 1
+</sxh>
+Avantages :
+  * Stabilité, prévisibilité
+  * Testabilité (unitaire)
+  * Réutilisation (sans effets de bord)
+==== 2- Immutabilité ====
+Les données doivent être immutables, c'est-à-dire que leur valeur ne peut changer après initialisation.
+=== Exemple d'itération avec variables mutables : ===
+<sxh javascript;gutter:false>
+let values = [1, 2, 3, 4, 5];
+let sumOfValues = 0;
+for (let i = 0; i < values.length; i++) {
+    sumOfValues += values[i];
+}
+sumOfValues // 15
+</sxh>
+=== Version immutable obtenue par récursion : ===
+<sxh javascript;gutter:false>
+let list = [1, 2, 3, 4, 5];
+let accumulator = 0;
+function sum(list, accumulator) {
+    if (list.length == 0) {
+        return accumulator;
+    }
+    return sum(list.slice(1), accumulator + list[0]);
+}
+sum(list, accumulator); // 15
+list; // [1, 2, 3, 4, 5]
+accumulator; // 0
+</sxh>
+=== Avantages : ===
+  * L'exécution d'un prog n'est plus dépendant des changements d'état
+==== 3- Transparence référentielle ====
+Referential transparency
+La transparence référentielle est obtenue grâce aux fonctions pures, et elle consiste à permettre le remplacement d'un appel d'une fonction pure, par la valeur qu'elle retourne,sans perturber le fonctionnement du programme.
+**Exemple :**
+Soit la fonction carré suivante :
+<sxh javascript;gutter:false>
+const square = (n) => n * n;
+</sxh>
+Pour la même valeur en entrée, cette fonction pure retournera toujours la même valeur :
+<sxh javascript;gutter:false>
+square(2);// 4
+square(2);// 4
+square(2);// 4
+// ...
+</sxh>
+Avec le paramètre ''2'', la fonction ''square'' retourne toujours ''4''. Il est donc possible deremplacer ''square(2)'' par ''4'' : Notre fonction est donc référentiellement transparente.
+<WRAP info>
+''pure functions + immutable data = referential transparency''
+Grâce à ce concept, il est possible de memoïzer (https://en.wikipedia.org/wiki/Memoization) la fonction, pour accroître les performances, en évitant son appel.
+</WRAP>
+==== 4- Fonction d'ordre supérieur ====
+Fonctions objet de première classe ou Functions as first-class entities :
+Une fonction est un type de données (callback) et peut-être passée en paramètre d'une fonction ou être retournée par une fonction.
+Les fonctions qui en manipulent d'autres sont qualifiées d'ordre supérieur.
+**Exemple :**
+Considérons les fonctions suivantes :
+<sxh javascript;gutter:false>
+const doubleSum = (a, b) => (a + b) * 2;
+const doubleSubtraction = (a, b) => (a - b) * 2;
+</sxh>
+Nous pourrions considérer que nous avons 3 fonctions :
+  * somme
+  * soustraction
+  * double qui peut utiliser la soustraction, la somme ou toute autre opération
+<sxh javascript;gutter:false>
+const
+sum = (a, b) => a + b;
+const subtraction = (a, b) => a - b;
+const doubleOperator = (f, a, b) => f(a, b) * 2;
+doubleOperator(sum, 3, 1);// 8
+doubleOperator(subtraction, 3, 1);// 4
+</sxh>
+**doubleOperator** est une fonction d'ordre supérieur.
+==== 5- Monades ====
+Structure permettant de manipuler des langages fonctionnels purs dans des traits impératifs.
+**Exemples :**
+  * Result may or may not exist: solved by the Maybe monad.
+  * Nondeterministic number of result: solved by the List monad.
+  * Outside world interaction: solved by the IO monad.
+  * Eventual result: solved by the Promise/Future monad.
+  * Dependence on state: solved by the State monad.
+  * Errors: solved by the Error monad.
+===== Applications =====
+  * [[https://www.codingame.com/playgrounds/2980/practical-introduction-tofunctional-
+programming-with-js/pure-functions|Exercices pratiques sur Coding game]]