Функционално програмиране за напреднали със Scala

2023/2024

Днес :)

Ние?

• Здравко Стойчев
• Боян Бонев
• Васил Дичев
• Виктор Маринов

…може би и други!

Сбирки и админастративни неща

Оценяване?

Функционално? Кратка история

• 1930–1940 – Ламбда смятане от Алонсо Чърч
  • модел на изчисление, базиран на композиция на анонимни функции
• 1958 – LISP от Джон МакКартни – първи език за ФП
  • Повлиян от математиката
  • Рекурсия като цел
  • Въвежда garbage collection
  • Кодът е данни
• 1973 – ML от Робин Милнър
  • статично типизиране
  • type inference. Типова система на Хиндли-Милнър
  • Параметричен полиморфизъм (Generics)
  • Pattern matching
• 1980-те – допълнително развитие, Standard ML, Miranda (lazy evaluation)

Функционално? Кратка история

• 1986 – Erlang от Джо Армстронг и Ериксън
  • фокус на телекоми и толерантни на грешки дистрибутирани системи
• 1990 – Haskell, отворен стандард за ФП език
  • абстракция чрез type classes
  • контролиран монаден вход/изход
• 2000-те – Scala от Мартин Одерски (2004-та), Clojure от Рич Хики (2007-ма)
  • Неизменими структури от данни
  • Средства за конкурентни и дистрибутирани системи
  • Комбинация на практики от различни езици (напр. ООП + ФП в Scala)
• Края на 2000-те до наши дни – ФП елементи се появяват в почти всеки език. Защо?

Мартин Одерски

Стъпка назад

• Java има много ограничения
• Как би изглеждал език, комбиниращ ФП и ООП, ако го дизайнваме в момента?

SCAlable LAnguage (Scala) – Януари 2004-та

Малка граматика

Симбиоза на ФП и ООП

“Scala was created to demonstrate combinations of FP and OOP are practical”

“Functions for the logic, objects as modules”

Детайлна типова система

Детайлна типова система

Детайлна типова система

Защо Scala днес? (част 1)

• Създадено за ФП
• ФП екосистема
• С възможност да излезеш от ограниченията когато е нужно
• ФП в Java все още се усеща скалъпено
  • И дори с fibers Java е все още години назад в concurrency

Защо Scala днес? (част 2)

• Интиутивен, приятен и силно изразителен
• Учи ни на много добри практики
  • лесни за използване по дефоулт
• Уникален набор от функционалности
  • непрекъснато подобряващ се
• Веднъж свикнал със Scala и този начин на мислене няма връщане назад :D

Scala 3

• Чакахме го 8 години :)
• DOT – математически модел за есенцията на Scala на ниво типова система
• Dotty – изцяло нов компилатор с модерен дизайн, базиран на DOT
• Опростяване, изчистване и допълване на езика (списък на какво ново)

Scala 3

Scala по света

Scala екосистеми и проекти

• Lightbend – Akka, Play Framework, Kalix, Slick
• Typelevel – Cats, Cats Effect, Http4s, fs2, doobie и много други
• ZIO
• Apache
  • Spark – large-scale data processing (incl. ML)
  • Flink – distributed event stream processing
  • Kafka – distributed event streaming

Иновативно и достъпно комюнити
(и ФП и Scala)

Какво ще учим 😊?
(част 1)

Какво ще учим 😊?
(част 2)

Какво ще учим 😊?
(част 3)

Какво ще учим 😊?
Разпределение по теми

1. Въведение във функционалното програмиране със Scala
2. ООП във функционален език
3. Основни подходи при функционалното програмиране
4. Fold, колекции, lazy колекции
5. Pattern matching и алгебрични типове от данни (ADTs)
6. Ефекти и функционална обработка на грешки
7. Конкурентност
8. Type classes
9. Монади и апликативи
10. Cats и Cats Effect
11. Изграждане на цялостно Scala web приложение

(навярно ще направим промени)

За какво няма да говорим достатъчно

• Scala.js, нито Scala Native
  • Fullstack Scala 3 with Typelevel Stack
• Тестване
  • ще разгледаме основите и ще ви насочваме през домашните
  • но няма да успеем на наблегнем на тях и ще разчитаме и на вас
  • Property-based testing
• Spark (но може да разгледаме примери)
• Direct style concurrency
  • тепърва се развива (safety concerns)
  • но вече съществуват Scala библиотеки, базирани на Java fibers (Ox)
  • курсът ще се фокусира върху ефектни системи

Ресурси

Ресурси

• Официална документация
• API документация
• Rock the JVM курсове
  

Малко код

@main def hello = println("Hello FP World!")

case class Competitor(name: String, age: Int, score: Int)

def findTop100AdultsScoreSum(competitors: List[Competitor]): Int =
  competitors
    .filter(_.age >= 18)
    .map(_.score)
    .sorted(Ordering[Int].reverse)
    .take(100)
    .sum

Малко код

def square(n: Int): IO[Int] = IO.sleep(1.second) >> IO(n * n)

def double(n: Int): IO[Int] = IO.sleep(1.second) >> IO(n * 2)

val calc = for
  (a, b, c) <- (square(2), square(10), square(20)).parTupled
  d <- double(a + b + c)
yield d

def ioExample = calc.timed >>= IO.println

Малко код

object StreamsWithHttp extends IOApp.Simple:
  val countToTen =
    Stream
      .awakeEvery[IO](1.second)
      .map(_.toString + "\n")
      .take(10)

  val counterRoutes = HttpRoutes.of[IO]:
    case GET -> Root / "counter" =>
      Ok(countToTen)

  val httpApp = counterRoutes.orNotFound

  val serverBuilder = EmberServerBuilder.default[IO]
    .withHost(ipv4"0.0.0.0")
    .withPort(port"8080")
    .withHttpApp(httpApp)
    .build

  def run: IO[Unit] = serverBuilder.use(_ => IO.never)

Въпроси :)?