Funktionale Programmierung

Konzepte funktionaler Programmiersprachen werden zunehmend in imperative Sprachen übernommen, etwa Generizität in C++, Java und C# oder Funktionen höherer Ordnung in C++ und C#. Was aber steckt hinter diesen Konzepten und welche Vorteile entfalten sie in einer deklarativen Umgebung? Hierzu befassen wir uns mit der rein funktionalen Programmiersprache Haskell. Ihre Programme bestehen aus Ausdrücken, deren Werte nicht vom Zeitpunkt der Auswertung abhängen. Es gibt keine Zuweisungen, keinen Zustand, keine Seiteneffekte und keine veränderbaren Variablen. Stattdessen ermöglichen Funktionen höherer Ordnung und verzögerte Auswertung neue Arten der Modularisierung von Programmen, die dadurch kürzer und verständlicher werden. Außerdem kann man mit Programmen rechnen, etwa um ihre Korrektheit zu beweisen und sie zu optimieren.

Ziel dieser Lehrveranstaltung ist eine Einführung in die funktionale Programmierung. Die behandelten Themen umfassen grundlegende Konzepte, algebraische Datentypen, musterbasierte Funktionsdefinitionen, Listenkomprehensionen, parametrische Typpolymorphie, Funktionen höherer Ordnung, Algorithmenschemata, verzögerte Auswertung, unendliche Datenstrukturen, Typklassen und Monaden. Ihr Einsatz wird durch Anwendungen aus den Bereichen Algorithmen, Programmtransformation und Übersetzerbau gezeigt. Die in Haskell vermittelten Kenntnisse fördern die Programmierung im funktionalen Stil auch in anderen Programmiersprachen.

Literatur

• Richard Bird, Introduction to Functional Programming using Haskell, Prentice Hall, second edition, 1998.
• Paul Hudak, The Haskell School of Expression: Learning Functional Programming through Multimedia, Cambridge University Press, 2000.
• Graham Hutton, Programming in Haskell, Cambridge University Press, 2007.
• Bryan O'Sullivan, Don Stewart, John Goerzen, Real World Haskell, O'Reilly, 2008.

Übungen

Die Übungsblätter, erforderliche Unterlagen und Lösungsvorschläge finden Sie in diesem Verzeichnis.