Lập trình chức năng - Giới thiệu
Các ngôn ngữ lập trình hàm được thiết kế đặc biệt để xử lý các ứng dụng tính toán tượng trưng và xử lý danh sách. Lập trình hàm dựa trên các hàm toán học. Một số ngôn ngữ lập trình chức năng phổ biến bao gồm: Lisp, Python, Erlang, Haskell, Clojure, v.v.
Các ngôn ngữ lập trình hàm được phân loại thành hai nhóm, tức là -
Pure Functional Languages- Các loại ngôn ngữ chức năng này chỉ hỗ trợ các mô hình chức năng. Ví dụ - Haskell.
Impure Functional Languages- Các loại ngôn ngữ chức năng này hỗ trợ các mô hình chức năng và lập trình kiểu mệnh lệnh. Ví dụ - LISP.
Lập trình chức năng - Đặc điểm
Các đặc điểm nổi bật nhất của lập trình hàm như sau:
Ngôn ngữ lập trình hàm được thiết kế dựa trên khái niệm các hàm toán học sử dụng các biểu thức điều kiện và đệ quy để thực hiện tính toán.
Hỗ trợ lập trình chức năng higher-order functions và lazy evaluation đặc trưng.
Các ngôn ngữ lập trình hàm không hỗ trợ Điều khiển luồng như câu lệnh lặp và câu lệnh điều kiện như Câu lệnh If-Else và Câu lệnh chuyển mạch. Họ trực tiếp sử dụng các chức năng và lời gọi chức năng.
Giống như OOP, các ngôn ngữ lập trình chức năng hỗ trợ các khái niệm phổ biến như Trừu tượng hóa, Đóng gói, Kế thừa và Đa hình.
Lập trình chức năng - Ưu điểm
Lập trình hàm cung cấp những ưu điểm sau:
Bugs-Free Code - Lập trình chức năng không hỗ trợ state, vì vậy không có kết quả tác dụng phụ và chúng tôi có thể viết mã không có lỗi.
Efficient Parallel Programming- Các ngôn ngữ lập trình hàm KHÔNG có trạng thái có thể thay đổi, do đó không có vấn đề thay đổi trạng thái. Người ta có thể lập trình "Functions" hoạt động song song như "hướng dẫn". Những mã như vậy hỗ trợ khả năng tái sử dụng và kiểm tra dễ dàng.
Efficiency- Các chương trình chức năng bao gồm các đơn vị độc lập có thể chạy đồng thời. Kết quả là, các chương trình như vậy hiệu quả hơn.
Supports Nested Functions - Lập trình chức năng hỗ trợ Chức năng lồng nhau.
Lazy Evaluation - Lập trình chức năng hỗ trợ Cấu trúc chức năng lười biếng như Danh sách lười biếng, Bản đồ lười biếng, v.v.
Nhược điểm là lập trình chức năng yêu cầu không gian bộ nhớ lớn. Vì nó không có trạng thái, bạn cần tạo các đối tượng mới mỗi lần để thực hiện các hành động.
Lập trình Chức năng được sử dụng trong các tình huống mà chúng ta phải thực hiện nhiều thao tác khác nhau trên cùng một tập dữ liệu.
Lisp được sử dụng cho các ứng dụng trí tuệ nhân tạo như Máy học, xử lý ngôn ngữ, Lập mô hình giọng nói và thị giác, v.v.
Trình thông dịch Lisp được nhúng bổ sung khả năng lập trình cho một số hệ thống như Emacs.
Lập trình chức năng so với Lập trình hướng đối tượng
Bảng sau đây nêu bật những điểm khác biệt chính giữa lập trình hàm và lập trình hướng đối tượng:
| Lập trình chức năng | OOP |
|---|---|
| Sử dụng dữ liệu bất biến. | Sử dụng dữ liệu có thể thay đổi. |
| Tuân theo Mô hình Lập trình Khai báo. | Tuân theo mô hình lập trình mệnh lệnh. |
| Tập trung vào: "Bạn đang làm gì" | Tập trung vào "Bạn đang làm như thế nào" |
| Hỗ trợ lập trình song song | Không thích hợp cho lập trình song song |
| Các chức năng của nó không có tác dụng phụ | Các phương pháp của nó có thể tạo ra các tác dụng phụ nghiêm trọng. |
| Kiểm soát luồng được thực hiện bằng cách sử dụng các lệnh gọi hàm & lệnh gọi hàm với đệ quy | Điều khiển luồng được thực hiện bằng cách sử dụng vòng lặp và câu lệnh điều kiện. |
| Nó sử dụng khái niệm "Đệ quy" để lặp lại Dữ liệu Bộ sưu tập. | Nó sử dụng khái niệm "Vòng lặp" để lặp lại Dữ liệu Bộ sưu tập. Ví dụ: For-each loop trong Java |
| Thứ tự thực hiện các câu lệnh không quá quan trọng. | Thứ tự thực hiện các câu lệnh là rất quan trọng. |
| Hỗ trợ cả "Trừu tượng trên Dữ liệu" và "Trừu tượng trên Hành vi". | Chỉ hỗ trợ "Tóm tắt trên dữ liệu". |
Hiệu quả của mã chương trình
Hiệu quả của mã lập trình tỷ lệ thuận với hiệu quả thuật toán và tốc độ thực thi. Hiệu quả tốt đảm bảo hiệu suất cao hơn.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của một chương trình bao gồm:
- Tốc độ của máy
- Tốc độ biên dịch
- Hệ điều hành
- Chọn ngôn ngữ lập trình phù hợp
- Cách sắp xếp dữ liệu trong chương trình
- Thuật toán được sử dụng để giải quyết vấn đề
Hiệu quả của một ngôn ngữ lập trình có thể được cải thiện bằng cách thực hiện các tác vụ sau:
Bằng cách loại bỏ mã không cần thiết hoặc mã được xử lý dư thừa.
Bằng cách sử dụng bộ nhớ tối ưu và bộ nhớ không linh hoạt
Bằng cách sử dụng các thành phần có thể tái sử dụng nếu có.
Bằng cách sử dụng xử lý lỗi và ngoại lệ ở tất cả các lớp chương trình.
Bằng cách tạo mã lập trình đảm bảo tính toàn vẹn và nhất quán của dữ liệu.
Bằng cách phát triển mã chương trình tuân thủ logic và luồng thiết kế.
Một mã lập trình hiệu quả có thể giảm mức tiêu thụ tài nguyên và thời gian hoàn thành nhiều nhất có thể với rủi ro tối thiểu đối với môi trường hoạt động.