1 Was ist funktionale Programmierung?

11

1.1 Unveränderlichkeit

13

1.2 Referenzielle Transparenz

16

1.3 Funktionen höherer Ordnung

18

1.4 Lazy Evaluation

19

1.5 Funktionale Denkweise

21

1.6 Die Vorteile der funktionalen Programmierung

22

1.6.1 Funktionale Programmierung kann die Produktivität steigern

23

1.6.2 Funktionale Programmierung macht Spaß!

24

1.6.3 Scala

25

1.7 Fazit

26

2 Mathematische Grundlagen

27

2.1 Mengenlehre

27

2.1.1 Funktionen

28

2.1.2 Funktionstypen

30

2.2 Grundlagen der Informatik

32

2.2.1 Anonyme Funktionen

32

2.2.2 Funktionen als First-Class-Objekte

33

2.3 Fazit

34

3 Kategorientheorie und Entwurfsmuster

35

3.1 Kategorientheorie und Funktionsmuster

37

3.1.1 Ein kurzer Abriss

38

3.1.2 Objekte und Morphismen

39

3.1.3 Ein Beispiel für eine Kategorie

40

3.1.4 Die Scal-Kategorie

44

3.1.5 Funktoren

45

3.1.6 Funktoren in der Programmierung

49

3.2 Funktionsmuster

51

3.2.1 Das Funktor-Muster

51

3.2.2 Monoide

53

3.2.3 Natürliche Transformationen

55

3.2.4 Monaden

57

3.3 Fazit

60

4 Funktionale Datenstrukturen

61

4.1 Die Option-Datenstruktur

62

4.2 Die Try-Datenstruktur

67

4.3 Die Either-Datenstruktur

68

4.4 Funktionen höherer Ordnung

70

4.5 Monaden und Scala-Abstraktionen

72

4.6 Traditionelle Datenstrukturen

74

4.6.1 Unveränderlichkeit und Historie

74

4.6.2 Trägheit

75

4.7 Fazit

75

5 Unveränderlichkeit im Detail

77

5.1 Veränderliche und unveränderliche Variablen

77

5.2 Rekursion

78

5.2.1 Ein Beispiel für eine verkettete Liste

79

5.3 Endrekursion

86

5.4 Weitere Beispiele für die Leistungsfähigkeit der fold-Funktion in Scala

91

5.5 Verbindung zwischen »fold« und Monoiden

92

5.6 Vertiefende Informationen zu Funktionen höherer Ordnung

96

5.6.1 Von »map« zu »flatMap«

98

5.7 Fazit

101

6 Nebenläufigkeit

103

6.1 Streams

107

6.2 Akka-Streams

108

6.2.1 Quelle

108

6.2.2 Fluss

109

6.2.3 Senke

110

6.3 Weitere Informationen zu Streams

111

6.4 FS2: funktionale Streams für Scala

112

6.5 Fazit

114

7 Wie geht es weiter?

115

7.1 Den reinen Weg einschlagen

115

7.1.1 Die IO-Monade

117

7.1.2 Den Mittelweg beschreiten

120

7.1.3 JVM-Sprachen

120

7.1.4 .NET-Sprachen

121

7.1.5 Typklassen

121

7.2 Fazit

128

Anhang

129

A Scala

129

A.1 Annahmen

130

A.2 Überblick

130

A.3 »var« und »val«

132

A.4 Klassen und Objekte

132

A.5 Funktionen

133

A.6 Case-Klassen

134

A.7 Fazit

149

B Python-Special

151

B.1 Interne und externe Bibliotheken

152

B.2 Typsicherheit

153

B.3 Sprachelemente

155

B.4 Codebeispiele zu Kapitel 1, »Was ist funktionale Programmierung?«

160

B.5 Codebeispiele zu Kapitel 3, »Kategorientheorie und Entwurfsmuster«

161

B.6 Codebeispiele zu Kapitel 4, »Funktionale Datenstrukturen«

167

B.7 Codebeispiele zu Kapitel 5, »Unveränderlichkeit im Detail«

173

B.8 Codebeispiele zu Kapitel 6, »Nebenläufigkeit«

176

B.9 IO-Monaden

179

B.10 Wie geht’s weiter?

180