什么是函数式编程

1. 什么是编程范式

编程范式是一类典型的编程规范。一方面提供了工程师对实体的建模方法，将物理世界与代码关联起来；另一方面也提供了工程师对代码程序的理解思路。

编程范式与编程语言属于多对多的关系。一种编程语言中，可能包含多种编程范式，例如，C++ 包含面向过程、面向对象等。一个编程范式，也有可能被多种编程语言实现，例如，JavaScript、Scale、Python 等都支持函数式编程。

2. 几种常见的编程范式

命令式

一句一句告诉计算机怎么处理。

package main

import "fmt"

func main() {
	var a int = 1

LOOP:
	if a < 10 {
		a++
		goto LOOP
	}
	fmt.Printf("a = %d\n", a)
}

声明式

仅告诉计算机想要什么，常见的 DSL 语言都是声明式的，例如 SQL、HTML 等。

`1`	`SELECT * FROM Sites WHERE domain='www.chenshaowen.com'`

结构化

拆分模块，借助循环等增加控制逻辑。

package main

import "fmt"

func main() {
	var a int = 1
	for a < 10{
		a ++
	}
	fmt.Printf("a = %d\n", a)
}

面向过程

基于结构化，强调函数调用。

package main

import "fmt"

func loop(a int) int{
	for a < 10 {
		a ++
	}
	return a
}

func main() {
	var a = loop(1)
	fmt.Printf("a = %d\n", a)
}

面向对象

用类抽象实体，用对象表达实体。

#!/usr/bin/python3

class Parent:
    def myMethod(self):
        print('调用父类方法')


class Child(Parent):
    def myMethod(self):
        print('调用子类方法')


c = Child()          # 子类实例
c.myMethod()         # 子类调用重写方法

面向切片

将与模块无关的事情，放到外部完成，常见的实践方式是装饰器、中间件。

def mydeco(func):
    print('do some things')

    def wrapper(*args, **kwargs):
        return func(*args, **kwargs)
    return wrapper


@mydeco
def hello():
    print('hello')


if __name__ == "__main__":
    hello()

面向接口

规定一组必须实现的方法。

package main

import "fmt"

type Duck interface{
	ToDuck()
}

type Dock1 struct{
}

func (d Dock1) ToDuck(){
	fmt.Println("ga...")
}

func main(){
	var d Duck
	d = new(Dock1)
	d.ToDuck()
}

函数式编程

用无状态的函数组合来描述程序逻辑。

package main

import "fmt"

func add(a, b int) int {
	return a + b
}

func multi(a, b int) int {
	return a * b
}

func myCal(a, b func(int, int) int, c, d int) int {
	return b(a(c, d), a(c, -d))
}

func main() {
	var result = myCal(add, multi, 5, 1)
	fmt.Println(result)
}

3. 为什么选择函数式编程

简化项目状态管理

管理复杂度是软件工程面临的挑战之一。对于工程师来说，管理程序运行的状态是编程的难点。函数式编程，强调的是无状态，除了 IO 处理，不需要维护程序本身的状态。

更接近人类语言

函数式编程通常会借助声明式范式，以更接近人类语言的描述，告诉计算机做什么。而不是让人去模仿计算机的思考方式，一条指令一条指令地告诉计算机怎么做。

更适合并发场景

由于函数式编程不维护状态，不存在锁的问题，并发问题可以在编译器、解释器层面解决，大大降低了编写高并发程序的难度。

喜新厌旧，风格轮换

轮子总在被重新发明，很多思想在计算机发展的早期就已经出现，但不一定总有机会走到普罗大众面前。函数式编程、通信顺序进程等都是如此，包括云计算，风格总在轮换，具有一定的周期性。

4. 函数式编程的关键字

纯函数

输出仅取决于输入。

引用透明

函数可以被计算结果替代，而不影响调用它的程序。

无副作用

不依赖外部状态。

惰性求值

需要时才进行求值。

lambda

匿名函数，没有名字的函数。

柯里化

将多参数函数改造为返回单参数、并能继续接收剩余参数的函数过程。

高阶函数

接受函数作为参数或者返回函数的函数。

推荐订阅源

陈少文的网站