Programacion Funcional
- 2. Conceptos subyacentes a la programación funcional, así como características que la hacen un enfoque particular y novedoso de la programación y que la convierten en una opción frente al enfoque imperativo convencional en el área del desarrollo de software.
- 3. Un paradigma de programación indica un método de realizar cómputos y la manera en que se deben estructurar y organizar las tareas que debe llevar a cabo un programa. Los paradigmas fundamentales están asociados a determinados modelos de cómputo. También se asocian a un determinado estilo de programación. Los lenguajes de programación suelen implementar, a menudo de forma parcial, varios paradigmas. Introducción.
- 4. Introducción. Un lenguaje de programación es un lenguaje artificial diseñado para expresar cómputos que pueden ser llevados a cabo por una máquina: • Basado en un modelo de cómputo (que puede o no coincidir con el de la máquina en que se va a ejecutar.) • Definido a un nivel de abstracción más elevado (más cercano al programador.) • Traducible a un código que pueda entender el procesador: el código máquina.
- 5. Introducción. Modos de traducción: • Lenguaje compilado • Lenguaje interpretado (Entorno interactivo) • Lenguaje traducido a código intermedio: (Java -> Bytecodes, .NET ->IDL)
- 6. Introducción. Estrategias de traducción: Código compilado.
- 7. Introducción. Estrategias de traducción: Código interpretado.
- 8. Introducción. Estrategias de traducción: Código intermedio (Pascal, Java, .NET.)
- 9. Introducción. Generaciones de lenguajes de programación con sus movimientos o paradigmas.
- 10. Introducción.
- 11. Introducción.
- 12. Introducción.
- 13. Introducción. • CPLBCPL B C C++ Java • CPL (Combined Programming Language): 1960, basado en ALGOL 60. • BCPL (Basic Combined Programming Language ): Martin Richards, 1966. • B: Ken Thompson y Dennis Ritchie, reemplazado por C (1969).
- 14. Introducción. • C: Bell Telephone Laboratories (1972) por Dennis Ritchie para usarlo con Unix • Propósito general, • Estructurado por bloques, • Imperativo, • Procedimientos
- 15. Introducción. C++: Bjarne Stroustrup (1979) Bell Labs. Mejora a C: “C con clases”. C++ in 1983. Mejoras en adición de clases, funciones virtuales, sobrecarga de operadores, herencia múltiple, plantillas y manejo de excepciones. C++ ratificado como estándar en 1998 como ISO/IEC 14882:1998, 2003, ISO/IEC 14882:2003.
- 16. Introducción. Java Sun Microsystems (1995) Sintaxis deriva de C y C++. Orientado a Objetos. Compilado a bytecode. Ejecutado sobre cualquier Java virtual machine (JVM). Sobre cualquier arquitectura. Sun desarrolla e implementa compiladores, máquinas virtuales y librería de clases.
- 17. Introducción.A-0 FORTRAN Mark I Autocode FLOW-MATIC General Problem SolverFORTRAN II FORTRAN IV ALGOL/ ALGOL58 ALGOL60 JOSS FORTRAN 66 ALGOL68 FORTRAN 77 PL/1 PL/C FACT COMTRA N COBOL SNOBOL BASIC SNOBOL 4 MUMPS COWSEL POP-1 POP-2 PILOT INTERCAL ML Prolo g MercuryBourn e Shell DBase DBase- II DBase-III DBase-IV dBase 5.0 VULCAN BETA Occa m Occam 2 Clippe r Foxpro PARADOX COMAL GRASS Altair BASIC Gambas VisualBasi c VB Script Ada 95 Pascal Concurrent Pascal Ada Turbo Pascal Green Ada 83ICON MODUL A MODULA-2 FORTRAN 90 MODULA-3 Oberon Oberon2 TurboPascal OOP Borland Pascal ComponentPascal Delphi ELAN APL CPL BCPL B B BPL C D Unix- Shell sh csh ksh bash awk Ratfor nawk gawkPer l REX X PHP PHP/F 1 Perl 5 Tcl J FL K NGLS2 Coyot e Smalltalk-80 Smalltalk-72 Objective C C++ ANSI C ISO C90 Miranda Haskell MetaHaskel l ISO C95 ISO C99 C# Nemerle ECMAScript JavaScript LiveScript Java Self Pike FP LPC Joy Factor Simul a OOP PostScript SIMULA Simula-67 Forth Schem e LISP Logo Common LispTRAC
- 18. Introducción.
- 19. Los paradigmas fundamentales están basados en diferentes modelos de cómputo y por lo tanto afectan las construcciones más básicas de un programa. La división principal reside en el enfoque imperativo (indicar el cómo se debe calcular) y el enfoque declarativo (indicar el qué se debe calcular). El enfoque declarativo tiene varias ramas: el paradigma funcional, el paradigma lógico, la programación reactiva y los lenguajes descriptivos. Introducción.
- 20. • Describe la programación como una secuencia instrucciones o comandos que cambian el estado de un programa. • El código máquina en general está basado en el paradigma imperativo. • Su contrario es el paradigma declarativo e incluye el paradigma procedimental (procedural) entre otros. Introducción: Modelo Imperativo
- 21. Paradigma orientado a objetos. La idea es encapsular estado y operaciones en objetos. En general, POO se resuelve comunicando objetos a través de mensajes (programación orientada a mensajes.) Dentro de este paradigma, no formalmente, se incluye el basado en objetos, que además posee herencia y subtipos entre objetos. (Simula, Smalltalk, C++, Java, Visual Basic .NET, etc.) Su ventaja es la reutilización de códigos y su facilidad para pensar soluciones a determinados problemas.
- 22. • No se basa en el cómo se hace algo (cómo se logra un objetivo paso a paso), sino que describe (declara) cómo es algo. • Es decir, describe las propiedades de la solución buscada, dejando indeterminado el algoritmo (conjunto de instrucciones) usado para encontrar esa solución. • Es más complicado de implementar que el paradigma imperativo, tiene desventajas en la eficiencia, pero ventajas en la solución de determinados problemas. Introducción: Modelo Declarativo
- 23. • Usa bloques de construcción como las funciones, la recursión o la equipación de patrones, para especificar más la solución que su cálculo de bajo nivel. • Tipos: • Lenguajes funcionales. • Lenguajes lógicos. Introducción: Programación Declarativa
- 24. Introducción.
- 25. El estilo de programación imperativa (es decir, la programación a través de acciones que modifican el estado del computador) ha dominado el panorama de la programación desde sus inicios, por que los lenguajes imperativos son más cercanos a la forma como realmente funciona la máquina. Existen otros paradigmas de programación diferentes al imperativo como la programación funcional y la programación lógica. La programación funcional, es casi tan antigua como la imperativa. Introducción.
- 26. La programación funcional es una importante opción para el desarrollo de software ya que facilita la reusabilidad, la modularidad, la mantenibilidad y la corrección. Introducción.
- 28. Modelos de cómputo. El concepto de cómputo puede modelarse por el concepto matemático de función: “Aplicación de un dominio de valores a un rango de resultados donde cada valor puede estar asociado como máximo a un resultado” Modelos formales son: • Funciones parciales recursivas. • Cálculo lambda / Lógica combinatoria. • Lógica de predicados + unificación. • Sistemas de reescritura.
- 29. Paradigma lógico. Se basa en la definición de reglas lógicas para luego, a través de un motor de inferencias lógicas, responder preguntas planteadas al sistema y así resolver los problemas. Ejemplo: Prolog.
- 30. “La programación funcional es un paradigma de programación declarativa basado en el uso de funciones puras, sin efectos secundarios.” ¿Qué es la programación funcional?
- 32. ¿Qué es la programación funcional? 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.
- 33. “Es el estilo de programación que enfatiza la evaluación de expresiones, antes que la ejecución de comandos.” ¿Qué es la programación funcional? Una programa funcional está constituido enteramente por funciones; el programa principal es una función que toma como argumento la entrada al programa y genera la salida del programa como su resultado.
- 34. ¿Qué es la programación funcional? Típicamente, la función principal se define en términos de otras funciones, y éstas, a su vez, en término de más funciones; esta cadena finaliza en funciones predefinidas o primitivas. La principal diferencia es que los únicos elementos constructores son la definición y la aplicación de funciones, pero en los programas imperativos se utilizan, además, variables, asignaciones ciclos, etc.
- 35. ¿Qué es la programación funcional? Parece muy restrictivo no poder utilizar variables, ni asignaciones, ni ciclos; sin embargo se ha demostrado matemáticamente que la definición y la aplicación de funciones es suficiente para construir cualquier función computable.
- 37. Programación Funcional • Usa funciones libres de efectos secundarios como bloques primitivos de construcción de programas. • Estas funciones pueden aplicarse, construirse y pasarse como argumento a otras funciones. • Concibe a la computación como la evaluación de funciones matemáticas y evita declarar y cambiar datos.
- 38. Programación Funcional • Hace hincapié en la aplicación de las funciones y composición entre ellas, más que en los cambios de estados y la ejecución secuencial de comandos (como lo hace el paradigma procedimental.) • Permite resolver ciertos problemas de forma elegante y los lenguajes puramente funcionales evitan los efectos secundarios comunes en otro tipo de programaciones.
- 39. ¿Cuál es el poder de la P.F? Depende de varias características que poseen los lenguajes funcionales; entre ellas: el manejo de funciones de alto orden, la declaración de tipos algebraicos, la inferencia de tipos, el emparejamiento de patrones y el manejo automático de la memoria dinámica.
- 40. Funciones de alto orden. “Alto orden" se refiere a funciones que reciben como argumento o retoman funciones, es decir, las funciones pueden manipulase como datos; esta característica también es referida como "funciones como objetos de primera clase."
- 41. Potencial de los lenguajes funcionales. Transparencia referencial: Propiedad de los lenguajes funcionales que hace que la misma expresión siempre represente el mismo valor; esto permite probar matemáticamente la corrección de un programa.
- 42. Potencial de los lenguajes funcionales. Fundamentación matemática: El cálculo Lambda, la lógica combinatoria, las teorías de tipos, los sistemas de reescritura, la teoría de dominios y la teoría de categorías son algunas de las áreas de la matemática que la fundamentan.
- 43. Potencial de los lenguajes funcionales. Eficiencia de compiladores e intérpretes: Los avances investigativos han permitido la construcción de compiladores que generan código nativo que iguala en eficiencia el código generado por compiladores convencionales.
- 44. Potencial de los lenguajes funcionales. Paralelismo Implícito: El hecho que los lenguajes funcionales (puros) no permitan efectos laterales ni el uso de variables globales, hace que la evaluación de diferentes expresiones constituyan procesos independientes y que pueden ser ejecutados de manera simultánea.
- 45. Potencial de los lenguajes funcionales. Paralelismo Implícito: Esta característica puede ser explotada para programar computadores paralelos de manera natural algo que no se ha logrado de manera satisfactoria a través de la programación convencional.
- 46. Programación Lógica. • Basada en la lógica de predicados de primer orden. • Los programas se componen de hechos, predicados y relaciones. • Evaluación basada en resolución: Unificación + backtracking. • La ejecución consiste en la resolución de un problema de decisión, los resultados se obtienen mediante la instanciación de las variables libres. • Lenguaje representativo: PROLOG
- 47. Aprendiendo a Programar en … con mi computadora y todo lo que encuentre disponible.
- 48. Para tener una idea de la creciente comunidad que usa Python, puede visitar y explorar https://www.python.org/community
- 49. Programar es el arte de hacer que cualquier dispositivo inteligente ejecute las instrucciones que se les suministra en un idioma que el dispositivo pueda entender y que el dispositivo interpreta literalmente. Cada lenguaje de programación posee una forma propia que le permite al programador darle instrucciones básicas a ese dispositivo inteligente.
- 50. Python posee una simplicidad intuitiva tal, que con unas pocas líneas de instrucción podemos ejecutar actividades complejas que en otro lenguaje requerirían muchas más líneas de código o mayor número de instrucciones. Lenguajes de programación con tal facilidad se denominan de alto nivel. Introducción.
- 51. Python no es un lenguaje funcional puro, sin embargo incorpora esta característica. Entiende el concepto de función según su definición matemática y no como simples subprogramas de los lenguajes imperativos. Introducción.
- 52. Python fue diseñado a finales de la década de los ochenta por Guido van Rossum. Un lenguaje de programación de muy alto nivel, con una sintaxis muy clara y una apuesta firme por la legibilidad del código. Sin duda muy versátil, fuertemente tipado, imperativo y orientado a objetos, aunque contiene también características que lo convierten en un lenguaje de paradigma funcional. Introducción.
- 53. Python se puede considerar un lenguaje semi- interpretado. A diferencia de C, su código no se ejecuta directamente en la máquina destino, sino que es ejecutado por un SW intermedio (o intérprete). Sin embargo, al igual que JAVA, compila el código escrito en lenguaje de alto nivel para obtener un seudo código máquina (bytecode) que es el que propiamente ejecuta el intérprete. Introducción.
- 54. Obteniendo, instalando y probando la infraestructura computacional necesaria para Programar. Para instalar una determinada versión se aconseja recurrir a su sitioweb oficial. python.org/downloads/release/python-
- 63. Obtenido el paquete para el SO y versión adecuados, en una línea de comandos se ejecuta el intérprete de Python, y se prueba que todo funciona correctamente mediante el clásico: >>> print "Hola mundo" Hola mundo >>> quit() >>>
- 64. Al iniciarse, después de imprimir la información de versiones, Python muestra el símbolo “>>>” para indicar que el intérprete está esperando comandos. En este ejemplo pedimos que imprima la cadena de caracteres “Hola mundo”, y después de ver el resultado, se sale de Python mediante la instrucción quit() Por tanto puede considerar que tiene la instalación básica de Python lista para su uso. Pruebas y configuraciones.
- 65. Los tipos básicos de este lenguaje son esencialmente los ya conocidos en cualquier lenguaje de programación: los valores numéricos, las cadenas de texto y los valores booleanos. Variables.
- 66. >>> # Ejemplos de variables >>> a =42; # valor entero >>> along = 42L ; >>> ahex = 0x2a ; >>> aoctal = 052; >>> b = 3.1416; # valor en coma flotante >>> bnotacion = 3.14e0 ; >>> c = " Ejemplo de cadena de caracteres " #Una cadena de caracteres >>> #Imprimir las variables por pantalla >>> print a , b , c; 42 3.1416 Ejemplo de cadena de caracteres Variables.
- 67. >>> # tipo de las variables >>> type (a) ; <type 'int'> >>> type (b) ; <type 'float'> >>> type (c) ; <type 'str'> >>> Variables.
- 68. Los números enteros se pueden representar en notación decimal, octal (anteponiendo un “0” al valor) o hexadecimal (anteponiendo “0x” al valor). Al igual que en lenguaje C (en el que está escrito Python), los números se pueden representar mediante enteros (por defecto) o long (entero largo), que permite un rango mayor de valores posibles. Este rango, de nuevo como en C, dependerá de la plataforma subyacente, pudiendo ser de 32 o 64 bits. Variables.
- 69. Los valores flotantes son implementados a bajo nivel directamente con el tipo double de C (registro de 64 bits). Por su parte, los números complejos están soportados de base y en la práctica se implementan mediante dos flotantes, uno para la parte real y otro para la parte imaginaria. Variables.
- 70. Python tiene de extensiones para más operaciones en el módulo math. El valor de retorno de un operador es determinado por el tipo de las variables que intervienen en la operación. Operadores.Operadores.
- 71. Sí, por ejemplo, sumara dos números enteros, nos devolverá otro valor entero. Si uno de los dos operandos está en punto flotante, el resultado de la operación será un valor en punto flotante. El tipo básico booleano puede recibir true or false, y se utilizan fundamentalmente para expresar el resultado de condiciones, especialmente útiles en los bucles y control de flujo condicional. Operadores.
- 72. Operadores.
- 73. Son fragmentos de texto delimitados por comillas simples (’Un ejemplo’) o dobles (“Otro ejemplo”). Para introducir saltos de línea, dispone del carácter de escape ’ n’. También puede usar otros caracteres de escape como ’t’ (tabulación) o ’b’ (borrar carácter). Para conseguir que el texto se imprima tal y como aparece en el código fuente sin tener que recurrir a los códigos de escape, puede delimitarlo por triples comillas. Cadenas de caracteres.
- 74. # Ejemplos de cadenas a = "holan" b = "t Este es un ejemppblo de cadenas de caracteresn" c = """Es posible escribir saltos de linea sin necesidad de códigos de escape. """ print a, b, c Cadenas de caracteres.
- 76. Algunos operadores usados con valores numéricos se encuentran sobrecargados en el caso de las cadenas de caracteres. Ejemplo, la igualdad (que asigna una cadena a una variable) y el operador suma “+”. La suma de dos cadenas es el resultado de concatenar la segunda detrás de la primera. Del mismo modo, el producto de una cadena por un escalar da por resultado la misma cadena repetida tantas veces como indique el operador numérico. Cadenas de caracteres.
- 77. Una función muy útil es str, que permite realizar la conversión de valores numéricos a cadena de caracteres. Si teclea str(8.987) en la línea de comandos, obtendrá la salida ’8.987’: >>> str(8.987) '8.987' >>> Cadenas de caracteres.