Pourquoi Haskell ?

(gtf.io)

19 points par GN⁺ 2024-09-13 | 3 commentaires | Partager sur WhatsApp

« Peu pratique », « académique », « de niche »
- C’est la réaction des gens lorsqu’ils apprennent que mon langage de programmation préféré est Haskell
- Je l’utilise non seulement pour des projets perso, mais aussi pour construire de vrais serveurs web
- Je dirige chez Converge des équipes qui travaillent avec Haskell
Les idées reçues sur Haskell
- Tout problème qu’un langage généraliste peut résoudre peut aussi l’être dans d’autres langages
- De nombreuses fonctionnalités adoptées dans Python, Rust ou Typescript ont été inspirées par Haskell, ou y sont implémentées de façon plus robuste
- Cela peut sembler être une variante de l’idéologie « choisissez une technologie ennuyeuse »
- Il existe une idée fausse selon laquelle programmer n’est pas faire des maths, et qu’il faudrait donc exclure les éléments mathématiques
Objectif de cet article
- Expliquer de manière rationnelle pourquoi Haskell est le meilleur choix pour la plupart des programmeurs
- C’est particulièrement utile pour celles et ceux qui veulent produire du logiciel robuste de façon productive
- L’article met aussi l’accent sur l’aspect amusant du développement logiciel
Désapprendre et réapprendre
- La plupart des programmeurs sont habitués au paradigme impératif
- Haskell est un langage purement fonctionnel, avec une courbe d’apprentissage abrupte
- Le langage Haskell lui-même est facile à apprendre si l’on se limite à un sous-ensemble simple
- La programmation fonctionnelle exige un changement complet dans la façon de construire les programmes
- Ce processus aide à progresser en tant que programmeur
- Citation d’Alan Perlis :
  
  Un langage qui n’influence pas votre manière de penser la programmation ne vaut pas la peine d’être connu.

Brève explication de la syntaxe

:: indique une signature de type (ex. : myThing :: String)
Un appel de fonction n’utilise pas de parenthèses ; on écrit les arguments après le nom de la fonction, séparés par des espaces (ex. : doSomething withThis withThat)
Dans une signature de type, une minuscule est une variable de type, qui représente un type arbitraire (ex. : head :: [a] -> a)
Il existe deux types de flèches, -> et => :
- -> décrit le type d’une fonction (ex. : add1 :: Int -> Int)
- => décrit une contrainte sur une variable de type et vient toujours en premier (ex. : add1 :: Num a => a -> a)
Les commentaires commencent par --
return est une fonction ordinaire et n’a pas le sens auquel on s’attend
do est du sucre syntaxique pour donner un aspect impératif
Il existe plusieurs façons d’affecter une valeur à une variable locale :
```
let x = <something> in  
<expression>  
```
ou x <- <something>
Réduire les erreurs
- Dans beaucoup de langages, on écrit de nombreux cas de test pour rendre le code « correct »
- Haskell réduit fortement cette charge grâce à son système de types et à sa programmation purement fonctionnelle
- Le système de types puissant de Haskell fournit des garanties concrètes sur le programme et les applique strictement
- Caractéristiques du système de types :
  - Pas de types nullable
  - Possibilité d’exprimer des calculs qui peuvent échouer
  - Pattern matching et vérification d’exhaustivité
  - Évite gratuitement l’obsession des types primitifs
Les avantages de l’absence de valeur nulle
- Comme la valeur null n’existe pas, on sait toujours si une valeur correspond au type attendu
- Cela évite les erreurs à l’exécution et réduit la surface d’erreur
Exprimer des calculs susceptibles d’échouer
- Les types Maybe et Either permettent d’exprimer explicitement les calculs qui peuvent échouer
- Maybe représente un calcul dont le résultat peut exister ou non
```
safeHead :: [a] -> Maybe a  
```
- Either peut contenir deux types de valeurs (Left a ou Right b)
```
validateAddress :: String -> Either AddressParseError ValidAddress  
```
Pattern matching et vérification d’exhaustivité
- Il faut traiter tout le domaine des entrées, sinon le compilateur signale une erreur
- Cela évite les erreurs à l’exécution et améliore la fiabilité du programme
Éviter l’obsession des types primitifs
- newtype permet de créer facilement des types plus riches sémantiquement
```
newtype VenueName = VenueName String  
newtype EventName = EventName String  
```
Les avantages de la programmation purement fonctionnelle
- Les données sont immuables et il n’y a pas à se soucier de mutations d’état
- Les effets de bord sont gérés explicitement, et les fonctions ne dépendent que de leurs entrées, sans effets de bord
- Cela améliore la prévisibilité et la stabilité du programme
Gestion explicite des effets de bord
- La monade IO permet d’isoler et de contrôler les effets de bord dans le code
- La signature de type d’une fonction permet de savoir qu’elle produit des effets de bord
```
sendGreetings :: User -> IO Response  
```
Monades et contrôle des effets
- Les typeclasses et les monades permettent d’encoder précisément les effets qu’une fonction peut produire
- Cela évite les effets de bord involontaires et améliore la stabilité du code
Facteurs d’amélioration de la productivité
- Le système de types puissant et la nature purement fonctionnelle facilitent la réutilisation du code et la généralisation des concepts
- Des concepts comme Functor et Monoid permettent d’appliquer les mêmes motifs à différentes structures de données
```
fmap (+2) [1, 2, 3] -- [3, 4, 5]  
fmap (+2) (Just 2) -- Just 4  
```
Refactoring sans peur
- Grâce à la rigueur du compilateur, modifier le code présente peu de risques d’introduire de nouveaux bugs
- Le système de types permet d’exprimer précisément le domaine du programme, ce qui autorise des modifications en toute confiance
Mieux comprendre les programmes
- La programmation déclarative permet d’exprimer précisément le domaine du problème
- On peut plus facilement comprendre le sens du programme et accroître sa fiabilité
- En supprimant la complexité inutile, on peut raisonner de manière saine sur le programme
Types de données algébriques et typeclasses
- Il est possible de construire dans Haskell des langages spécialisés pour un domaine donné
- Cela aide à comprendre et à maintenir les programmes
Exemple de programme
- Un petit outil de comptabilité est écrit pour appliquer concrètement les concepts de Haskell

Épilogue

Utiliser Haskell est à la fois agréable et productif
La combinaison d’un système de types puissant et expressif avec la programmation purement fonctionnelle rend Haskell spécial
D’autres langages adoptent aussi ces fonctionnalités, mais dans Haskell elles sont au cœur du langage
Apprendre Haskell changera votre manière de penser la programmation

Avis de GN⁺

L’intérêt d’apprendre Haskell
- Cela aide à élargir sa façon de penser en tant que programmeur
- Comprendre le paradigme fonctionnel permet aussi d’écrire du meilleur code dans d’autres langages
L’essor de la programmation fonctionnelle
- Elle est bien adaptée aux environnements informatiques modernes grâce à ses atouts en traitement parallèle et en concurrence
- Le contrôle des effets de bord permet d’écrire du code prévisible
Comparaison avec d’autres langages
- Il existe des langages qui prennent en charge la programmation fonctionnelle, comme Rust ou Scala, mais la pureté et le système de types de Haskell restent uniques
- Les concepts de Haskell peuvent être utiles lors de l’apprentissage de nouveaux langages
Applicabilité en pratique
- La courbe d’apprentissage initiale est raide, mais le gain de productivité compense le temps investi
- C’est utile pour les systèmes complexes ou les domaines sensibles aux erreurs
Communauté et écosystème
- La communauté Haskell est active, et de nombreuses bibliothèques et outils continuent d’être développés
- Participer à des projets open source permet de progresser

3 commentaires

cosine20 2024-09-19

J’ai débuté avec F#, qui ajoute une touche de pragmatisme.

savvykang 2024-09-13

Les ADT et le filtrage par motifs, c’est bien, mais épargnez-nous les histoires de monades et de foncteurs.

GN⁺ 2024-09-13

Avis sur Hacker News

Haskell force à écrire des fonctions totales plutôt que des fonctions partielles
- Haskell n’empêche pas la récursion infinie
- Dans l’écosystème FP qui évolue vers les types dépendants, il est important d’empêcher le vérificateur de types de s’exécuter indéfiniment
- Les nombreuses extensions ad hoc de Haskell causent des problèmes
- Si l’on apprécie la philosophie de Haskell, il ne faut pas s’y limiter
- La standardisation de Haskell a échoué
- La proposition de valeur propre à GHC pourrait être le système d’exécution de GHC
J’utilise Haskell depuis 10 ans, et les outils se sont beaucoup améliorés
- ghcup, le sandboxing de cabal et HLS sont stables
- Je n’ai pas souvent constaté de manques dans l’écosystème des bibliothèques
- Les temps de compilation de Haskell restent pénibles
- Le temps de compilation des dépendances est long
Le système de types de Haskell ne prouve pas qu’une fonction est totale
- Dans la programmation générale, prouver la totalité n’est pas très utile
- La plupart des gens vérifient surtout qu’un programme fonctionne réellement à l’aide de tests
Le langage Haskell est bon, mais son écosystème a encore beaucoup de chemin à parcourir
- Le compilateur est lent
- Les capacités de rapport d’erreurs sont insuffisantes
- La première erreur interrompt le reste de la compilation
- Les outils restent insuffisants par rapport à d’autres langages fonctionnels
- L’écosystème de bibliothèques est limité
- Les idées de Haskell ont influencé de nombreux autres langages
J’aimerais utiliser Haskell ou un autre langage fonctionnel dans un cadre professionnel
- Les langages comme Go étaient faciles à apprendre
- J’aimerais apprendre à construire une base de code dans un langage fonctionnel
Haskell a eu un grand impact sur ma manière de penser la programmation et l’architecture du code
- Le système de types de Haskell est très puissant et facile à comprendre
- J’ai trouvé amusant de micro-optimiser du code Haskell
- Les outils restent insuffisants
Haskell expérimente la paresse au niveau du langage
- On peut obtenir la paresse au niveau de la bibliothèque standard
La pureté extrême et l’immuabilité de Haskell posent problème
- Beaucoup de programmeurs trouvent plus simple d’exprimer des boucles procédurales/mutables
- Rust utilise un système de types compétent et de nombreux idiomes fonctionnels, tout en permettant les boucles et la mutabilité
Haskell convient très bien aux logiciels de logique métier (BLOBS)
- On peut modéliser la majeure partie de la logique métier avec des types simples et du pattern matching
- En gardant les parties simples, il est facile de l’enseigner même à des contributeurs non techniques
- Haskell est amusant