Programação Funcional Com C#

De Jideon Francisco Marques

Descrição do livro Depois de décadas de relativa obscuridade, a programação funcional está finalmente se desenvolvendo. Com código conciso e fácil de ler que suporta processamento assíncrono e simultâneo, os aspectos da programação funcional começaram a aparecer em várias linguagens tradicionalmente orientadas a objetos, como C# e Java. Este livro prático mostra aos programadores de C# como usar recursos de programação funcionais sem precisar navegar em uma linguagem totalmente nova. Devido ao ambiente de tempo de execução compartilhado comum às linguagens C# e F#, também é possível usar a maioria dos recursos funcionais do F# em C#. O autor Simon J. Painter explica como você pode escrever código funcional em C# imediatamente, sem precisar instalar dependências ou recursos mais recentes que o .NET 3. Você aprenderá por que os conceitos de programação funcional podem trazer benefícios imediatos ao seu trabalho. Aprenda o que é programação funcional e como ela se originou Descubra recursos do paradigma funcional usando uma linguagem mais familiar Comece a codificar funcionalmente em C# imediatamente, sem depender de bibliotecas de terceiros Escreva um código mais robusto, menos propenso a erros e mais fácil de testar Examine maneiras menos convencionais de observar as estruturas disponíveis em C# Explore as praticidades de usar C# funcional em um ambiente de negócios

• Idioma: Português
• Editora: Clube de Autores
• Data de lançamento: 14 de nov. de 2022

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Programação Funcional com C#

Programação Funcional com C#

Crie código mais suportável, robusto e testável

Por Jideon F. Marques

© Copyright 2022 Jideon Marques - Todos os direitos reservados.

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Prefácio

Quem deveria ler esse livro?

Por que escrevi este livro

Navegando neste livro

Convenções utilizadas neste livro

Usando exemplos de código

Dedicação

1. Introdução

O que é Programação Funcional?

É uma linguagem, uma API ou o quê?

As Propriedades da Programação Funcional

Assar bolos

Um bolo imperativo

Um bolo declarativo

De onde vem a programação funcional?

Quem mais faz programação funcional?

Linguagens Funcionais Puras

Vale a pena aprender uma linguagem funcional pura primeiro?

E o F#? Devo aprender F#?

Linguagens de vários paradigmas

Os benefícios da programação funcional

Conciso

Testável

Robusto

Previsível

Melhor suporte para simultaneidade

Reduzir ruído de código

Os melhores lugares para usar a programação funcional

Onde você deve considerar o uso de outros paradigmas?

Até onde podemos levar isso?

Mônadas - Na verdade, não se preocupe com isso ainda

Resumo

2. O que já podemos fazer?

Começando

Seu primeiro código funcional

Uma consulta de filme não funcional

Uma consulta de filme funcional

Programação Orientada a Resultados

Algumas palavras sobre Enumerables

Prefira Expressões a Declarações

A Seleção Humilde

Muitos para um - A arte sutil da agregação

Comportamento de iteração personalizado

Imutabilidade

Juntando tudo - um fluxo funcional completo

Indo além - Desenvolva suas habilidades funcionais

Resumo

3. Codificação funcional em C# 7 e além

Tuplas

Correspondência de padrões

Contas Bancárias Processuais

Correspondência de padrões em C# 7

Correspondência de padrões em C# 8

Correspondência de padrões em C# 9

Correspondência de padrões em C# 10

C# 11

Sindicatos Discriminados

Padrões ativos

Imutabilidade

Estruturas somente leitura

Init apenas setters

Tipos de registro

Tipos de referência anuláveis

O futuro

Resumo

4. Trabalhe de forma inteligente, não difícil com o código funcional

Let's get Func-y

Funções em enumeráveis

Um validador super simples

Correspondência de padrões para versões antigas do C#

Filtragem Funcional

Torne os dicionários mais úteis

Analisando valores

Enumerações personalizadas

Consultar Elementos Adjacentes

Iterar até que uma condição seja atendida

Conclusão

5. Funções de ordem superior

Um relatório de problemas

Thunks

Combinador de mapas

Combinador de garfo

Compor

Transduzir

Toque

Tentar/Pegar

A não ser que

Atualizar um enumerável

Conclusão

6. Sindicatos Discriminados

Feriado

Feriados com Sindicatos Discriminados

Sindicato de Schrödinger

Convenções de nomenclatura

Pesquisa de banco de dados

Enviando email

Entrada do console

Uniões genéricas

Pode ser

Resultado

Talvez vs Resultado

Qualquer

Conclusão

7. Fluxo Funcional

Talvez, revisitado

Talvez e Depuração

Talvez e Logando

Talvez e Assíncrono

Talvez aninhados

As leis

Lei de Identidade Esquerda

Lei de Identidade Direita

Lei da associatividade

Exemplos Você já está usando

Enumerável

Tarefa

Outras estruturas

Um exemplo trabalhado

Conclusão

8. Cura e Aplicação Parcial

Currying e grandes funções

Currying e funções de ordem superior

Curry em .NET

Aplicação Parcial

Aplicação parcial em .NET

Conclusão

Prefácio

A Programação Funcional não é apenas uma das maiores inovações da história do desenvolvimento de software, também é legal. Divertido também. Não só isso, mas está ganhando força ano após ano.

Eu participo de conferências de desenvolvedores sempre que posso e notei uma tendência. A cada ano, parece haver sempre mais conteúdo sobre programação funcional, não menos. Muitas vezes, há até uma faixa inteira dedicada a ele, e as outras palestras geralmente incluem conteúdo funcional em algum lugar como um ponto de discussão nos dias de hoje.

É lenta, mas seguramente, tornando-se um grande negócio. Por que é que?

Com o crescimento de conceitos como conteinerização e aplicativos serverless, o Functional não é apenas um pouco de diversão para os projetos de tempo livre do desenvolvedor, não é uma moda que será esquecida em alguns anos, tem benefícios reais para trazer aos nossos stakeholders .

A grande questão, porém - o que é isso? E, vou precisar aprender uma linguagem de programação totalmente nova apenas para poder usá-la? A boa notícia é que, se você é um desenvolvedor .NET, não precisa gastar muito tempo aprendendo uma nova tecnologia apenas para se manter atualizado - nem precisa investir em outra biblioteca de terceiros para adicionar às dependências do seu aplicativo - tudo isso é possível com código c# pronto para uso - embora com um pouco de ajustes.

Este livro apresentará todos os conceitos fundamentais da Programação Funcional, demonstrará seus benefícios e como eles podem ser alcançados em C# - não apenas para seu próprio hobby de programação, mas com uma visão muito real de como eles podem ser usados para trazer benefício para a sua vida profissional também.

Quem deveria ler esse livro?

Este livro foi escrito com algumas categorias diferentes de pessoas em mente:

Navegando neste livro

Foi assim que organizei este livro:

A introdução fala sobre o que é exatamente a Programação Funcional, de onde ela vem e por que qualquer um de nós deveria se interessar por ela. Argumento que isso traz benefícios comerciais significativos para nossos empregadores e que é uma habilidade que vale a pena adicionar ao seu cinturão de ferramentas de desenvolvedor.

Sinta-se à vontade para mergulhar no nível para o qual se sente pronto. Isso não é uma novela1, leia os capítulos na ordem que fizer sentido para você.

Convenções utilizadas neste livro

As seguintes convenções tipográficas são usadas neste livro:

itálico

Indica novos termos, URLs, endereços de e-mail, nomes de arquivo e extensões de arquivo.

Largura constante

Usado para listagens de programas, bem como dentro de parágrafos para se referir a elementos de programa, como nomes de variáveis ou funções, bancos de dados, tipos de dados, variáveis de ambiente, instruções e palavras-chave.

Largura constante em negrito

Mostra comandos ou outro texto que deve ser digitado literalmente pelo usuário.

Largura constante em itálico

Mostra o texto que deve ser substituído por valores fornecidos pelo usuário ou por valores determinados pelo contexto.

Dica

Este elemento significa uma dica ou sugestão.

Observação

Este elemento significa uma nota geral.

Aviso

Este elemento indica um aviso ou cuidado.

Usando exemplos de código

Material suplementar (exemplos de código, exercícios, etc.) está disponível para download emhttps://github.com/oreillymedia/title_title.

Capítulo 1 Introdução

Se você aprendeu muita programação antes - seja em C#, Visual BASIC, Python ou qualquer outra coisa - então é provável que o que você aprendeu foi baseado no paradigma de programação que é atualmente o mais dominante - Orientado a Objetos.

A codificação orientada a objetos existe há muito tempo. A data precisa é uma questão para debate, mas provavelmente foi inventada em algum lugar por volta do final dos anos 50 e início dos anos 60.

A codificação orientada a objetos é baseada na ideia de agrupar conjuntos de propriedades e funcionalidades em blocos lógicos de código chamados Classes, que são usados como uma espécie de modelo a partir do qual instanciamos Objetos. Há muito mais do que isso: herança, polimorfismo, funções virtuais e abstratas. Todo tipo de coisa assim.

No entanto, este não é um livro Orientado a Objetos. Na verdade, se você já tem experiência com OO, provavelmente obterá mais deste livro se deixar de lado o que já sabe.

O que vou descrever neste livro é um estilo de programação que serve como uma alternativa à OO - programação funcional. A Programação Funcional, apesar de ganhar algum reconhecimento popular nos últimos anos, é na verdade tão antiga - se não mais velha - que a OO. É baseado em princípios matemáticos que foram desenvolvidos por várias pessoas entre o final dos anos 1800 e 1950, e tem sido uma característica de algumas linguagens de programação desde os anos 1960.

Neste livro, mostrarei como implementá-lo em C# sem a necessidade de aprender uma linguagem de programação totalmente nova.

Antes de começarmos a quebrar com algum código, eu gostaria de falar primeiro sobre a Programação Funcional em si. O que é isso? Por que devemos nos interessar? Quando é melhor usado. Todas perguntas muito importantes.

O que é Programação Funcional?

Existem alguns conceitos básicos em Programação Funcional, muitos dos quais têm nomes bastante obscuros para o que de outra forma não são conceitos muito difíceis de entender. Vou tentar colocá-los aqui da maneira mais simples possível.

É uma linguagem, uma API ou o quê?

Não, a Programação Funcional não é uma linguagem ou uma biblioteca de plug-ins de terceiros no Nuget, é um paradigma. O que quero dizer com isso? Existem definições mais formais de paradigmas, mas acho que é um estilo de programação. Como uma guitarra pode ser usada exatamente como o mesmo instrumento, mas para tocar muitos estilos de música, muitas vezes muito diferentes, também algumas linguagens de programação oferecem suporte para diferentes estilos de trabalho.

A programação funcional também é tão antiga quanto a codificação orientada a objetos - se não for mais antiga. Falarei mais sobre suas origens mais tarde, mas, por enquanto, esteja ciente de que não é nada novo, e a teoria por trás disso não apenas antecede a OO, mas também a própria indústria de computação.

Também vale a pena notar que você pode combinar paradigmas, como misturar rock e jazz. Não só eles podem combinar, mas há momentos em que você pode usar os melhores recursos de cada um para produzir um melhor resultado final.

Paradigmas de programação vêm em muitos, muitos sabores1mas para simplificar vou falar apenas dos dois mais comuns na programação moderna:

Imperativo

Este foi o único tipo de paradigma de programação por muito tempo. Procedimental e Orientado a Objetos (OO) pertencem a esta categoria. Esses estilos de programação envolvem instruir mais diretamente o ambiente de execução com as etapas que precisam ser executadas em detalhes, ou seja, qual variável contém quais etapas intermediárias e como o processo é realizado passo a passo em detalhes minuciosos. Isso é programação como geralmente é ensinado na escola/faculdade/universidade/no trabalho [exclua quando apropriado].

Declarativo

Neste paradigma de programação estamos menos preocupados com os detalhes precisos de como atingimos nosso objetivo, o código se assemelha mais a uma descrição do que é desejado no final do processo e os detalhes (incluindo coisas como ordem de execução de as etapas) ficam mais nas mãos do ambiente de execução. Esta é a categoria a que pertence a Programação Funcional. SQL também pertence aqui, então, em alguns aspectos, a Programação Funcional se parece mais com SQL do que OO. Ao escrever instruções SQL, você não está preocupado com a ordem das operações (não é realmente SELECT, então WHEN e ORDER BY), você não está preocupado com a forma como exatamente as transformações de dados são realizadas em detalhes, você apenas escreve um script que descreve efetivamente a saída desejada. Esses são alguns dos objetivos do Functional C# também,

Há muitos, muitos outros paradigmas além desses, mas eles estão muito além do escopo deste livro.

As Propriedades da Programação Funcional

Nas próximas seções, falarei sobre cada uma das propriedades da Programação Funcional e o que elas realmente significam para um desenvolvedor.

Imutabilidade

Se algo pode mudar, também pode ser dito que pode sofrer mutações, como um Ninja Mutante Adolescente2Tartaruga. A outra maneira de dizer que algo pode sofrer mutação é que é mutável. Se, por outro lado, algo não pode mudar, então é imutável.

Na programação, isso se refere a Variáveis que têm seu valor definido ao serem definidas, e após esse ponto elas nunca mais poderão ser alteradas. Se um novo valor for necessário, uma nova variável deve ser criada, com base na antiga. É assim que todas as variáveis são tratadas no código funcional.

É uma maneira um pouco diferente de trabalhar em comparação com o código Imperative, mas acaba produzindo programas que se assemelham mais ao trabalho matemático e incentiva uma boa estrutura e um código mais previsível - e, portanto, robusto.

Data horae String são ambas estruturas de dados imutáveis em .NET. Você pode pensar que os alterou, mas nos bastidores cada alteração cria um novo item na pilha. É por isso que a maioria dos novos desenvolvedores fala sobre concatenar strings em loops For.

Funções de ordem superior

Estas são funções que são passadas como variáveis. Isso pode ser como variáveis locais, parâmetros para uma função ou valores de retorno de uma função. Os tipos de delegado Func ou Action são exemplos perfeitos disso:

Func Adicionar = (x, y) => ${x} + {y} = {x+y};

Action LogMessage = x => this.Logger.LogInfo($mensagem recebida: {x});

Ambos os tipos são referências a funções armazenadas em variáveis e que podem ser chamadas como funções. A única diferença entre um Func e Action é que o Action não tem valor de retorno - ou seja, é um tipo de retorno void. O código acima era inteiramente equivalente a isso:

função string Add(int x, int y)

{

return ${x} + {y} = {x + y};

}

função void LogMessage(string x)

{

this.Logger.LogInfo($mensagem recebida: {x});

}

A grande vantagem de usar esses tipos Delegates é que