Первоклассная функция

• Определение и важность первоклассных функций

  • Первоклассные функции позволяют передавать функции как аргументы и возвращать их как значения. 
  • Они также поддерживают анонимные функции и не имеют особого статуса по сравнению с обычными переменными. 

• Функциональное программирование и первоклассные функции

  • Функциональное программирование использует функции более высокого порядка как стандартную практику. 
  • Пример функции более высокого порядка — map, которая применяет функцию к каждому элементу списка. 
  • Поддержка первоклассных функций необходима для функционального стиля программирования. 

• Проблемы с передачей функций в качестве аргументов и возвращением их результатов

  • В ранних императивных языках эти проблемы решались либо отсутствием функций в качестве типов результатов, либо отсутствием вложенных функций. 
  • В ранних функциональных языках, таких как Lisp, использовались динамические определения области видимости, что усложняло обработку нелокальных переменных. 

• Примеры и различия в функциональном и императивном программировании

  • В Haskell функции более высокого порядка могут быть выражены естественным образом, в то время как в C требуется дополнительный параметр для работы с массивами. 
  • В Haskell структуры данных являются постоянными, в то время как в C обновление массива происходит на месте. 
  • В Haskell используется рекурсия для обхода списка, в то время как в C — итерация. 
  • В Haskell полиморфный тип функций поддерживается, в то время как в C типы функций связаны с логической импликацией. 

• Анонимные и вложенные функции, замыкания и нелокальные переменные

  • В языках с поддержкой анонимных функций функции могут передаваться как аргументы без привязки к имени. 
  • В языках без поддержки анонимных функций функции должны быть привязаны к имени. 
  • Анонимные и вложенные функции могут ссылаться на нелокальные переменные, что требует создания замыканий. 
  • Вложенные функции не поддерживаются в C из-за проблем с нелокальными переменными. 

• Возвращаемые функции в качестве результатов и проблемы восходящего фунарга

  • Возвращаемые функции в качестве результатов создают замыкания, которые могут вызывать проблемы с неопределенным поведением при возврате вложенных функций. 

• Присвоение функций переменным и равенство функций

  • Присвоение функций переменным и хранение их в структурах данных может вызывать проблемы, аналогичные проблемам с возвратом функций. 
  • Равенство функций является сложным вопросом, требующим различения различных типов равенства функций. 

• Теория типов и первоклассные функции

  • Теория типов использует первоклассные функции для моделирования ассоциативных массивов и других структур данных. 
  • В теоретико-категориальном подходе наличие первоклассных функций соответствует предположению о закрытой категории. 

• Поддержка первоклассных функций в различных языках программирования

  • Функциональные языки, такие как Erlang, Scheme, ML, Haskell, F# и Scala, поддерживают первоклассные функции. 
  • Некоторые скриптовые языки, такие как Perl, Python, PHP, Lua, Tcl/Tk, JavaScript и Io, также поддерживают первоклассные функции. 
  • В императивных языках, таких как Algol и C, поддержка первоклассных функций зависит от версии языка и наличия сборки мусора. 

• Языковая поддержка и примеры

  • В C++11 добавлена поддержка анонимных функций и замыканий, но требуется осторожность при возврате нелокальных переменных. 
  • В C++11 явное частичное применение возможно с помощью std::bind.