Funktionale Webprogrammierung mit F#

Leistungsstark für den Entwurf und die Implementierung von Berechnungsaufgaben

Grundlagen

• Absenkung der Komplexität von Geschäftsanwendungen als “Nebeneffekt” einer funktionalen Sprache
• Verwendungen von F#-Projekten mit anderen .NET-Programmiersprachen
• Der beste Weg, um eine funktionale Sprache zu erlernen: Tests in F# zu formulieren

Einsatzgebiete von funktionaler Programmierung

• Rechenintensive Prozesse
• Implementierung von Domänenmodellen und Überprüfung dieser durch die Fachabteilung
• Für Mitarbeiter ohne Programmierkenntnisse fachlich verständlichen Code schreiben
• Spracherweiterung mit eigenen Containern für asynchrone Programmierung und Querschnittsaspekte wie Queries (“LINQ”) oder Logging
• Gegenüber C# oder VB vereinfachte parallele Programmierung
• Erweiterte parallele Programmierung bzw. Ausführung von Prozessen per Computation Expressions
  • auf der GPU mit Alea.cuBase oder
  • in der Cloud mit mBrace
• Type Provider für typsichere Verarbeitung externer Daten
  • FSharp.Data zum Einlesen von CSV-Dateien, Freebase, JSON und XML
  • FSharp.Data.SQLProvider als Ersatz für Entity Framework und
  • FSharp.Data.SqlClient zum typsicheren Zugriff auf ADO.NET und auf Stored Procedures

Erweiterte Einsatzgebiete

• Integration mit Windows Presentation Foundation (WPF) über Type Provider für XAML
• Maschinelles Lernen zur Analyse von Daten wie etwa für
  • Optical Character Recognition (OCR) oder
  • zur Erkennung der Korrelation von Daten (z. B. Wetter zu Pflanzenwachstum)
• Parserbau mit FParsec bzw. FsLex, FsYacc

Serverkommunikation

• Webanwendungen mit F#
• Implementierung einer ASP.NET Web API mit F#
• Nutzung eines Open Web Interface for .NET (OWIN) mit Freya

Konzepte funktionaler Programmierung

• Definition des Begriffs „Funktion“ / functions as first-class citizens
  • Funktionen höherer Ordnung beispielsweise map, filter, fold oder reduce
  • Anonyme Funktionen per fun und function
  • Partielle Anwendung zum Beispiel für Dependency Injection oder Patterns wie Decorator
  • Currying zur Transformation von Funktionen
  • Komposition von Funktionen zu größeren Pipelines
  • Verwendung von Rekursion
• Strukturelle Gleichheit von Daten
• Unverändlichkeit von Daten (Immutable) und der Zwang zur Transformation dieser (Pure Function)
• Veränderliche Daten (Mutable) bzw. gewünschte Seiteneffekte (Impure Function) als Ausnahme von der vorstehend genannten Regel aus Performancegründen oder bei Closures
• Strukturierung von F#-Programmen durch Module und Gruppierung von Verhalten
• Cache für Funktionsausführung per Memoization

Typensystem

• Kompakterer Code durch Typinferenz
• Spezielle funktionale Datentypen wie Arrays, Listen, Option und Verwendung der Standard-.NET-Datentypen
• Objektausdrücke: Lambda-Expressions für Interfaces
• Typerweiterungen für Extensions Methods
• Mustervergleich auf Datentypen
  • Komplexe Verzweigungen für Mustervergleichsausdrücke mit match
  • Erweiterung des Mustervergleichs um eigene Mustervergleichsausdrücke / Active Patterns

Testen

• Verwendung der Testing-Frameworks NUnit und xUnit
• FsUnit für einen funktionaleren Ansatz für Assertions
• Assertion-Bibliothek unquote für Komposition von Assertions / Vergleich von Objektbäumen
• FsCheck für regelbasiertes Testen
• Foq für Mocks
• Canopy als domänenspezifische Sprache (DSL) für Selenium-Tests
• TickSpec und Gherkin für Behavior Driven Development

Qualitätssicherung und Werkzeuge

• Integration in Visual Studio und Community-Projektvorlagen z. B. für Webanwendungen
• Verwendung von Xamarin und F# in Visual Studio
• WebSharper für HTML5-Webanwendungen
• Visual F# Power Tools für Syntaxhervorhebung und Refaktorisierung