Prog rammation F onctionnelle Introduction au cours "Prog

Programmation Fonctionnelle
Une introduction
Erick Gallesio eg(@)unice.fr
SI4 – 2010-2011
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Introduction au cours "Programmation Fonctionnelle" (1)
Pourquoi un cours de programmation fonctionnelle? Pourquoi Scheme?
Lisp Scheme est un dialecte Lisp petit langage très utilisé dans l’enseignement nombreux supports de cours (livres, Web) nombreuses implémentations (Unix, Windows) norme de fait (R6RS) + SRFI R7RS en cours de finalisation
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Introduction au cours "Programmation Fonctionnelle" (2)
Scheme est un vieux langage, mais il est très utilisé
regain d’intérêt depuis quelques années petit donc facilement "embarquable" Langage de "glue" Guile pour les projets de la FSF
Applications utilisant un Scheme/Lisp embarqué
Emacs AutoCAD GIMP Gnumeric ...
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Introduction au cours "Programmation Fonctionnelle" (3)
Dicton poluplaire:
Those who do not understand Unix are condemned to reinvent it, poorly.
– Henry Spencer
La même chose est vraie pour Lisp (moi :-)
Java 1.0 (1997): Syntaxe C++ mais un GC + ... Java 1.1 (1998): inner classes + ... Java 1.2 (1998): Reflection, Collections + ... Java 1.3 (2000): Java Platform Debugger Architecture + ... Java 1.4 (2002): integrated XML parser and XSLT processor + ... Java 5.0 (2004): for-each loop, generics, autoboxing and var-args + ... Java 6.0 (2006): facilite l’utilisation de langages de scripts (javascript) + ... Java 7.0 (2011?): amélioration diverses (plus les lambda) Java 8.0 (????): lambda expressions (informally, "closures")
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Systèmes Scheme
En général, consulter le site http://www.schemers.org
Implémentations
Dr Scheme Guile MIT Scheme SCM
Implémentations niçoises:
Bigloo STk STklos
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Documents, Cours
De nombreux documents sont disponibles sur le Web pour apprendre Scheme:
Scheme in Fixnum Days de Dorai Sitaram http://www.ccs.neu.edu/home/dorai/t-y-scheme/t-y-scheme.html The Scheme Programming Language de Kent Dybvig http://www.scheme.com/tspl2d/index.html How to Design Programs (PLT) http://www.htdp.org
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Introduction
Lambda Calcul (Alonzo Church 1940)
C’est quoi?
LISP (John Mc Carthy 1960)
LISP 1.5 1960 MacLisp Machines Lisp (Zeta Lisp) Common Lisp
Scheme (Sussman & Steele 1975)
RnRS SRFI
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Rudiments de Scheme
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Syntaxe
La syntaxe est simple
notation parenthésée écriture préfixe
2+3 →(+ 2 3) 2+3+x+y →(+23xy) 2+3*x →(+ 2 (* 3 x))
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Types de base: nombres (1)
Entiers
10 1000 #xff →255 #o17 →15 On peut aussi avoir des "bignums" (précision “infinie”)
Rééls
1.23 3.2e58 Les rééls sont "inexacts"
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Types de base: nombres (2)
Rationnels
Les rationnels sont "exacts" 10/3 (/ 10 3) →10/3 (exact->inexact 10/3) →3.333333333333 (inexact->exact (/ 10 3.0) →7505999378950827/2251799813685248
Complexes
2+3i (make-rectangular 3 2) (make-polar 2 12)
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Types de base: Booléens et Chaînes de caractères
Booléens
Deux valeurs possibles:
#t (pour vrai) #f (pour faux)
En Scheme, seule la valeur #f est fausse; toute autre valeur est considérée comme vraie.
Chaînes de caractères
Taille quelconque "Une chaine" "Regles classiques:\"guillemets\" et \n"
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Types de base: Symboles (1)
En gros, tout ce qui ne peut pas être pris pour autre chose (en fait c’est un peu plus compliqué). On ne fait pas la différence entre minuscules et majuscules Exemples
toto ToTo + * exemple-1 un-symbole-tres-tres-long exact->inexact
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Types de base: Symboles (2)
Expressions symboliques Données manipulées par l’interprète: expressions symboliques (sexpr) Mécanisme d’évaluation:
(- (+ 2 (* 3 5)) 7)
→(- (+ 2 15) 7) →(- 17 7) →10
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Définition de variables (1)
La forme define permet de définir une association nom-valeur.
>(define x10) x >(define y(+x1)) y > x 10 > y 11 >(+x y) 21
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Définition de variables (2)
Que se passe t’il pour les symboles pré-definis
> + #<subr +> ;la fct primitive pour additionner >* #<subr *>;la fct primitive pour multiplier
Super!!! Essayons maintenant d’utiliser ces symboles
>(define add +) ; add est maintenant définie. Utilisons la. >(add 1 2) 3
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Fonctions (1)
Les fonctions sont donc des objets comme les autres en Scheme. On dit qu’elles sont de première classe. On peut définir des fonctions utilisateur avec la forme spéciale lambda
>(lambda(x) (*x2)) #<closure> ;on peut aussi utiliser la notation suivante >(λ(x) (*x2)) #<closure>
Mais on ne peut pas faire grand chose avec cette fonction →on utilise donc define
>(define double (λ(x) (*x2))) ; double est maintenant définie >(double 12) 24
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Fonctions (2)
On peut avoir des définitions à l’intérieur d’une fonction
(define hypotenuse
(λ(ab)
;hypotenuse est une fonction à 2 paramètres (define carre (λ(x) (*x x))) ;Résultat: √a2+b2 (sqrt (+(carre a)
(carre b)))))
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Structures de contrôle: if (1)
Forme spéciale if
(if <test>
<action1>)
ou bien
(if <test>
<action1> <action2>)
Exemple:
>(define a1) >(define b2) >(if (<a b)a b) 1
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Structures de contrôle: if (2)
Exemple 1:
>(if (+1 2)"vrai" "faux") "vrai"
Exemple 2:
(define signe
(λ(n)
(if (<n0)
-1 (if (>n0)
1 0))))
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