id = x => x
double = f => x => f (f (x))

Прикладное введение в монадные трансформеры, от проблемы к решению

Представьте, что вы сидите за рабочим столом, допиваете кофе и готовитесь к написанию кода на Scala. Функциональное программирование оказалось не так страшно, как его малюют, жизнь прекрасна, вы усаживаетесь поудобнее, сосредотачиваетесь и начинаете писать новый функционал, который нужно сдать на этой неделе.

Всё как обычно: несколько лаконичных однострочных выражений (да, детка, это Scala!), несколько странных ошибок компилятора (о, нет, Scala, нет!), лёгкое сожаление о том, что вы написали такой запутанный код… И вдруг вы сталкиваетесь со странной проблемой: выражение for не компилируется. «Ничего страшного», — думаете вы: «сейчас гляну на StackOverflow», как вы это делаете ежедневно. Как все мы это делаем ежедневно.

Но сегодня, похоже, неудачный день.

Предлагаю читателям "Хабрахабра" перевод (возможно лучшей) статьи Kyle Kingsbury, a.k.a "Aphyr".

Давным-давно, на Шпицбергене, когда ты была юной ведьмочкой всего сорока трех лет, мама взяла в свои ладони твои еще не покрытые шрамами руки, и сказала:

Видрун, зачатая от морских ветров в верхушках елей,
Видрун, зелень моих ветвей, радость и ноша моих дней,
Видрун, всех вдохновенней и умней, да станет мудрость нашего клана твоей:
Никогда не читай Hacker News

За последнее время мы очень многое узнали о монадах. Мы уже разобрались что это такое и даже знаем как их можно нарисовать, видели доклады, объясняющие их предназначение. Вот и я решил заскочить в уходящий монадный поезд и написать по этой теме, пока это окончательно не стало мейнстримом. Но я зайду с немного другой стороны: здесь не будет выкладок из теории категорий, не будет вставок на самом-лучшем-языке, и даже не будет scalaz/shapeless и библиотеки parser-combinators. Как известно, лучший способ разобраться как что-то устроено — сделать это самому. Сегодня мы с вами будем писать свою монаду.

Задача

Возьмем для примера банальную задачу: парсинг CSV-файла. Допустим нам требуется распарсить строки файла в case classes, чтобы потом отправить их в базу, сериализовать в json/protobuf и так далее. Забудем про escaping и кавычки, для еще большей простоты, считаем что символ разделителя в полях встречаться не может. Думаю, если кто-то решит затащить это решение в свой проект, докрутить эту фичу будет не трудно.

• Алгоритмы: теория и практика. Структуры данных (А. С. Куликов)
• Операционные системы (М.Ю. Кринкин)
• Функциональное программирование на языке Haskell (часть 2) (Д. Н. Москвин)

В данной статье будет рассмотрено функциональное программирование на примере скрипта поиска битых ссылок с использованием AnyEvent::HTTP. Будут рассмотрены следующие темы:

• анонимные подпрограммы;
• замыкания (closures);
• функции обратного вызова (callbacks);

Программист — человек, создающий программы.
Программист выстраивает цепочку событий, используя доступное множество ресурсов.
Программы бывают компьютерные, музыкальные, поведенческие, обучающие и т.д.
Программа начинает создаваться в тот момент, когда человек определяет начальную и конечную точки процесса.
И если менеджер говорит «у меня есть товар, хочу его поменять на деньги» — он превращается в программиста и строит алгоритм этого процесса.
Для меня программист — это не каста и не профессия. Программист — это состояние ума.

Время от времени у меня возникает желание придумать свой собственный маленький язык программирования и написать интерпретатор. В этот раз я начал писать на scala, узнал про библиотеку parser combinators, и был поражён: оказывается, можно писать парсеры легко и просто. Чтобы не превращать статью в пособие по "рисованию совы", ниже приведёна реализация разбора и вычисления выражений типа "1 + 2 * sin(pi / 2)".

Сам парсинг и вычисление выражения занимают всего лишь 44 непустых строчки — не то чтобы я сильно стремился сократить их количество, но выглядит это реально просто и лаконично. Проект на github.

Для сравнения:

• длинный пример на java
• короткий, но непонятный пример на C#
• пример на java с использованием parboiled

Итак, если вам не терпится увидеть результат:

object FormulaParser extends RegexParsers with PackratParsers {

    def id: Parser[Id] = "[a-zA-Z][a-zA-Z0-9_]*".r ^^ Id

    def number: Parser[Number] = "-" ~> number ^^ (n => Number(-n.value)) |
        ("[0-9]+\\.[0-9]*".r | "[0-9]+".r) ^^ (s => Number(s.toDouble))

    def funcCall: Parser[FuncCall] = id ~ ("(" ~> expression <~ ")") ^^ {case id ~ exp => FuncCall(id, exp)}

    def value: Parser[Expression] = number | funcCall | id | ("(" ~> expression <~ ")")

    lazy val term: PackratParser[Expression] = term ~ ("*" | "/") ~ value ^^ binOperation | value

    lazy val expression: PackratParser[Expression] = expression ~ ("+" | "-") ~ term ^^ binOperation | term
    ...
}

Посмотрите на следущую строчку:

def value: Parser[Expression] = number | funcCall | id | ("(" ~> expression <~ ")")

Она подозрительно похожа на описание грамматики, но это валидный код, в котором среда разработки может сразу же обнаружить и подсветить большинство ошибок.

Это возможно по следующим причинам:

1. В scala разрешено давать методам замечательные названия типа "~", "~>", "<~", "|", "^^". Комбинация парсеров p и q записывается как p~q, а возможность выбрать один из них: p|q. Читается намного лучше, чем p.andThen(q) или p.or(q)
2. Благодаря неявным преобразованиям (implicits) и строчка "abc" и регулярное выражение "[0-9]+".r при необходимости превращаются в парсеры.
3. В языке мощная статическая система типов, которая позволяет ловить ошибки сразу.

Думаю, мне удалось Вас заинтересовать, поэтому дальше всё будет по порядку.

Трансдьюсеры были анонсированы еще в далеком 2014, с тех пор по ним было написано немалое количество статей (раз, два), но ни после одной статьи я не мог сказать, что понимаю трансдьюсеры кристально ясно. После каждой статьи у меня возникало ощущение, что я приблизительно понимаю что-то сложное, но оно все равно оставалось сложным. А потом однажды в голове что-то щелкнуло: "я ведь уже видел этот паттерн, только он назывался иначе!"

OSGi спешит на помощь

Содержание

Небольшой релиз — тоже неплохо

Коллекции

let slice = array[1..<10]

Filter

let alex = Person(name: "Alex", age: 23)
let jenny = Person(name: "Jenny", age: 20)
let jason = Person(name: "Jason", age: 35)
let persons = [alex, jenny, jason]
let jNamedPersons = persons.filter { $0.name.hasPrefix("J") } // [jenny, jason]

Reduce

let ages = persons.map{ Float($0.age) }
let average = ages.reduce(0, +) / Float(persons.count)

func divisible(by numbers: Int...) -> (Int) -> Bool {
    return { input -> Bool in
        return numbers.reduce(true) { divisible, number in
            divisible && input % number == 0
        }
    }
}

let items = [6, 12, 24, 13]
let result = items.filter(divisible(by: 2, 3, 4)) // [12, 24]

Map

let ages = array.map{ $0.age } // [23, 20, 35]

FlatMap

let optionalStrings: [String?] = ["a", nil, "b", "c", nil]
let strings = optionalStrings.flatMap { $0 } // ["a", "b", "c"]

let odds = [1,3,5,7,9]
let evensAndOdds = odds.flatMap { [$0, $0 + 1] } // [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]

                  Льюис Кэрролл, 
                           «Алиса в Стране чудес»

                 Джон Р. Р. Толкиен, 
                          «Властелин Колец» — к слову о моём знании Haskell ;)

                 народная латинская поговорка