Ero sivun ”Funktionaalinen ohjelmointi” versioiden välillä

'''Funktionaalinen ohjelmointi''' eli '''funktio-ohjelmointi''' on [[ohjelmointiparadigma]], joka perustuu matemaattisten [[funktio]]iden käyttöön ja tarkemmin [[lambda-kalkyyliin]]. Puhtaasti funktionaalisissa ohjelmissa ei ole lainkaan tilaa eikä siten myöskään sijoituslausetta tai silmukoita: muuttujaan ei voida sijoittaa uutta arvoa, ja suuret tietomäärät käsitellään [[rekursio]]n avulla. Toisin kuin [[imperatiivinen ohjelmointi|imperatiivisessa ohjelmoinnissa]], funktiolla ei ole sivuvaikutuksia eli sen arvo on aina sama samoilla parametreilla.

Monet funktionaaliset ohjelmointikielet eivät ole puhtaasti funktionaalisia, vaan tukevat myös tilamuuttujia ja sivuvaikutuksia. Puhtaudella on joitain ongelmallisia kohtia, kuten monimutkainen syötön ja tulostuksen toteutus, joka vastaavasti on helppo toteuttaa jos sivuvaikutukset sallitaan. Silti ohjelmointikieltä pidetään funktionaalisena, mikäli sillä pääsääntöisesti ohjelmoidaan kuten puhtaasti funktionaalisilla kielillä.

Yliopistoissa suosituimpia funktionaalisia ohjelmointikieliä ovat [[Scheme|Lisp/Scheme]] ja [[Haskell]] sekä symboliseen matematiikkaan [[Mathematica]]. Yritysmaailmassa käytetään enemmän [[Common Lisp]]iä, [[Erlang (ohjelmointikieli)|Erlang]]ia, [[Scala (ohjelmointikieli)|Scala]]a ja [[XML]]-tiedostojen muuntamiseen tarkoitettua [[XSLT]]:tä. Lisäksi monissa imperatiivisissa kielissä on jonkinlaista tukea funktionaaliselle ohjelmoinnille: usein ainakin funktion voi antaa parametrina, ja joskus kielessä on rakenne nimettömien funktioiden luomiseen lambda-lausekkeella. Merkittävänä poikkeuksena [[Java]] ei tue suoraan oikeastaan mitään funktionaalisen ohjelmoinnin apuvälinettä.

Vuonna 1936, siis ennen tietokoneita, toisistaan erillään julkaistiin kaksi tietojenkäsittelytieteen matemaattisen pohjan muodostavaa [[laskennan malli]]a: [[Turingin kone]] ja [[lambda-laskentakalkyyli]]. Turingin kone on tietokoneen matemaattinen malli: ohjelman suoritus etenee koneen tilaa muuttamalla. Lambda-laskenta mallintaa funktion laskentaa: sieventämällä lauseketta säännöllisesti yksinkertaisemmaksi saadaan selville funktion arvo.

Pian Turingin koneen ja lambda-laskennan huomattiin olevan sama asia eri tavalla määriteltynä: toisin sanoen Turingin koneen ja lambda-laskennan ohjelmat voidaan kääntää toisikseen. Kummatkin mallit ovat olleet hyödyllisiä: Turingin koneen pohjalta kehittyi aikanaan tietokone, mutta ohjelmointikielet perustuvat enemmän lambda-laskentaankalkyyliin. Funktionaaliset ohjelmointikielet ovat jopa hyvin lähellä alkuperäistä lambda-laskentaakalkyyliä.

Vuonna 1958 [[John McCarthy]] kehitti lambda-laskennankalkyylin pohjalta [[Lisp]]-kielen (''List Processing'') tekoälyohjelmien määrittelyä varten, esimerkkinä siitä kuinka yksinkertainen Turing-täydellinen kieli voi olla. Se perustui vahvasti lambda-laskentaankalkyyliin mutta salli myös perinteisen imperatiivisen ohjelmoinnin.

Lispin ei ollut tarkoitus olla oikea ohjelmointikieli. Siitä huolimatta McCarthyn kollega Steve Russell ohjelmoi Lisp-tulkin tietokoneelle. Erilaiset Lispin muunnelmat yleistyivät nopeasti ohjelmointikäytössä. Vaikka Lisp-kieliperhe onpohjautuu toiseksi vanhinvanhimpaan yleisesti käytettykäytettyyn ohjelmointikieliohjelmointikieleen, se on säilynyt tunnetuinpanayhtenä tunnetuimmista ja käytetyinpänäkäytetyimmistä funktionaalisenafunktionaalisista ohjelmointikielenäohjelmointikielistä. Iästään huolimatta se ei ole muuttunut merkittävästi toisenlaiseksi kuten [[Fortran]].

* Parempi tuki funktioiden käsittelylle (funktio parametrina, lambda-lauseke, funktioiden kompositio, ''currying'' eli curry-muunnos tai ”kuritus”), jolloin ohjelma usein voidaan jakaa pienempiin ja yleiskäyttöisempiin osiin.

* Koska sivuvaikutuksia ei ole, funktioiden suoritusjärjestys on vapaa ja kääntäjä voi optimoida samanlaiset funktiokutsut yhdeksi.

* Rinnakkaisuus ei aiheuta lainkaan vaikeuksia, koska jaettavaa tilaa ei ole. PeriaattessaPeriaatteessa jokainen funktiokutsu voitaisiin suorittaa eri säikeessä.

* Ohjelmointikielen kielioppiOhjelmointikieli on monesti yksinkertaisempi suunnitella ja toteuttaa.

MelkoTietojenkäsittelytieteen useinperusteita tietojenkäsittelytieteenopetettiin perusteet opetetaanfunktionaalisella [[Scheme]]-kielellä, jokanoin onsadassa Lispinoppilaitoksessa yksinkertainenvuonna murre2007.[http://www.schemers.com/schools.html] Tällöin lähes poikkeuksetta oppikirja on lähes poikkeuksettakehuttu ''Structure and Interpretation of Computer Programs'', jota pidetään erinomaisena teoksena. [http://mitpress.mit.edu/sicp/full-text/book/book.html Kirjan verkkoversio] ja [http://swiss.csail.mit.edu/classes/6.001/abelson-sussman-lectures/ videoluennot] ovat saatavilla verkosta.