От автора

…My Dear Frodo, you asked me once if I had told you everything there was to know about my adventures. While I can honestly say I have told you the truth, I may not have told you all of it…

В основе этого текста – курс лекций по функциональному программированию, читавшийся студентам специальности 010503 "Математическое обеспечение и администрирование информационных систем" очной формы обучения на факультете информатики и робототехники Уфимского государственного авиационного технического университета до 2012 года.

Обучение функциональному программированию за 8 лекций – серьезный вызов. За несколько лет преподавания у автора выработалось определенное понимание того, каким образом необходимо объяснять те или иные понятия и концепции функционального программирования. Не претендуя на единственную правильность используемого подхода, автор все-таки надеется, что предлагаемый текст пополнит все еще довольно скудную коллекцию русскоязычной литературы по языку Haskell и функциональному программированию в целом.

Язык Haskell не относится ни к старым и заслуженным, ни к популярным и известным каждому школьнику языкам программирования. Аудитория его пользователей и почитателей (вторая, кстати, как мне кажется, намного шире – по крайней мере, автор принадлежит только к ней) довольно ограничена. Поэтому первое достаточно полное русское издание, посвященное программированию на языке Haskell, книга "Функциональное программирование на языке Haskell" [1] появилась в печати только в 2007 году. Заслуживающий безусловного уважения монументальный труд Романа Душкина, разумеется, занял свое место на полках у ценителей функционального программирования. Но лица моих студентов очень быстро кисли при первом взгляде на оглавление и толщину книги. Зато один из двух или трех моих экземпляров книги надолго прописался у коллеги, преподающего лямбда-исчисление и теорию комбинаторов.

Наконец, ситуация с русскоязычной литературой получила качественное изменение. Буквально только что, в 2012 году, в том же издательстве ДМК Пресс вышел перевод книги Мирана Липовачи "Изучай Haskell во имя добра!" [2] (она же – "книжка с синим слоном"), книги яркой и веселой, переведенной целым коллективом авторов и под редакцией того же Романа Душкина. На обе эти книги автор и старался равняться, периодически беззастенчиво используя удачные аналогии – периодически находя свои, как мне кажется, более пробивные объяснения. Получилось или нет – решать моим студентам после получения зачета, и всем остальным, кто будет читать этот текст не по велению неумолимого учебного процесса, а по движению души.

Структура

После небольшой демонстрации, необходимой для привлечения внимания и произведения "вау-эффекта", последует большая теоретическая часть.

В ней я рассматриваются основные понятия – через призму новой предметной области, представлены основные типы данных языка Haskell и простейшие стандартные функции для манипуляции ими.

Затем объясняются основные способы написания функций – тела программ на функциональных языках, объясняется такая неимоверно удобная технология, как сопоставление с образцом. Затем описываются некоторые особенности языка, и дальше мы переходим к самому главному – объяснению, что же, собственно, представляет собой рекурсивно-функциональный способ решения задач.

Самое главное, чему автор старался научить студентов – это идея функций высших порядков и те потрясающие возможности, которые дает умение их использовать. Функциям высших порядков посвящена, наверное, самая большая и подробная глава.

Следующая глава посвящена созданию собственных типов данных, в том числе рекурсивных и потенциально бесконечных – что является неожиданным для студентов, которые привыкли писать на C++ и бесконечность видеть только в неправильной работе с указателями, приводящей к структурам данных, указывающих друг на друга.

Предпоследняя глава теоретического раздела посвящена организации ввода-вывода в Haskell, который хоть и реализуется с помощью такого ускользающего понятия, как монада, но на деле не представляет никаких особых трудностей – если не заглядывать слишком глубоко в эту кроличью нору.

И в последней главе рассматривается пример решения на Haskell всем известной задачки про волка, козу и капусту. Предлагается два решения, отличающиеся моделью данных и кое-какими учитываемыми или не учитываемыми деталями.

Вторая часть представляет собой задачник, разбитый на 5 глав, по количеству лабораторных работ, которые студентам необходимо выполнить при изучении курса функционального программирования. Задачи приведены разные, от простых – к задачам средней сложности. Прорешав все задачи, студент готов сдавать зачет, на котором ему будет предложено без компьютера написать на бумаге решение определенной функциональной задачи.

В прил. 1 описана установка и простейшие приемы использования интерпретатора WinHugs, с помощью которого можно проверять все примеры, приведенные в этом тексте и решать задачи, представленные в задачнике. В приложении 2 приводится список рекомендуемой литературы.

Очень часто в процессе работы над текстом автор упирался в пределы своих знаний, и старался не писать о том, что сам плохо понимает, маскируя незнание туманными и многозначительными намеками. Какие-то детали намеренно опускались, ведь у студентов было всего 8 лекций. Поэтому простите автору его недосказанность (см. эпиграф), ведь область функционального программирования и теории вычислений в целом – просто неисчерпаема. А если встретите фактическую ошибку – напишите, она безусловно будет исправлена.