如何學(xué)會(huì)函數(shù)式編程
上周末，有人問(wèn)我，如何學(xué)會(huì)函數(shù)式編程。我的回答是：用你現(xiàn)在使用的編程語(yǔ)言寫純正函數(shù)。
純函數(shù)唯一的輸入是它的參數(shù)，唯一的輸出是它的返回值。如果你以前從未接觸過(guò)這個(gè)概念，你會(huì)以為所有的函數(shù)都是純正的。畢竟，所有的函數(shù)都是接受一個(gè)或多個(gè)輸入值，返回一個(gè)輸出值。但在某些傳統(tǒng)編程中，經(jīng)常會(huì)有一些外來(lái)的信息流入或流出函數(shù)。例如，一個(gè)不規(guī)范的函數(shù)有可能會(huì)依賴一個(gè)全局變量或一些類成員數(shù)據(jù)。在這種情況下，函數(shù)的行為并不完全決定于它的參數(shù)值。相似的，一個(gè)不規(guī)范的函數(shù)有可能會(huì)更改一個(gè)全局變量或修改數(shù)據(jù)庫(kù)。這種情況下，函數(shù)除了返回值外，還會(huì)附帶一些額外操作。
你可以用任何語(yǔ)言寫出純函數(shù)，只是有些語(yǔ)言容易寫，有些語(yǔ)言寫起來(lái)比較復(fù)雜。例如，沒(méi)有人會(huì)把Fortran當(dāng)作一種函數(shù)式語(yǔ)言，但有些人(M. J. D. Powell)卻強(qiáng)制自己在Fortran里要寫純函數(shù)。
為什么要寫純函數(shù)?
純函數(shù)具有親系透徹性(referential transparency)，也就是說(shuō)，針對(duì)相同的輸入值，它一定給出相同的輸出值。函數(shù)輸出不依賴系統(tǒng)時(shí)間、數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)以及任何沒(méi)有顯式的作為參數(shù)傳入函數(shù)的東西。這也表明純函數(shù)易于理解(因此也易于調(diào)試和測(cè)試)。
你可以一直使用純函數(shù)。
但如果你想把一個(gè)值放到數(shù)據(jù)庫(kù)里，光通過(guò)純函數(shù)是實(shí)現(xiàn)不了的?；蛘弋?dāng)你想調(diào)用一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器時(shí)，你可不想它保持親系透徹性 —— 每次都返回相同的值。但是，在可以用到純函數(shù)的時(shí)候，你應(yīng)該使用純函數(shù)，用純函數(shù)來(lái)消除越界聯(lián)系。完全的純函數(shù)程序是不現(xiàn)實(shí)的;有人建議說(shuō)***的純度系數(shù)應(yīng)該是 85%。
那么，為什么程序員不大量的使用純函數(shù)呢?
一個(gè)原因是，純函數(shù)需要更長(zhǎng)的參數(shù)表。在面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言里，對(duì)象可以隱式的依賴對(duì)象狀態(tài)來(lái)減少參數(shù)數(shù)量。對(duì)于這更簡(jiǎn)潔的方法接口，你付出的代價(jià)是，你無(wú)法只通過(guò)方法本身來(lái)理解這個(gè)方法。調(diào)用這個(gè)方法時(shí)你還需要知道對(duì)象的狀態(tài)。為了獲得更短的方法接口而放棄親系透徹性值不值得?這依賴于你的上下文環(huán)境和你的風(fēng)格，按我的觀點(diǎn)，我更愿意用更長(zhǎng)的函數(shù)接口來(lái)?yè)Q取更純的函數(shù)。
另外一個(gè)人們不太喜歡使用純函數(shù)的原因是，把大型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)傳入函數(shù)太麻煩。但這也依賴于你怎么干。你可以只是形式上的把一個(gè)對(duì)象傳輸給函數(shù)，而不是把整個(gè)對(duì)象按字節(jié)拷貝進(jìn)去。
為了效率，你也可以制造一些假純度。例如，Mike Swaim最近在一個(gè)評(píng)論里給出了一個(gè)如何利用Memoization讓程序的速度提升數(shù)個(gè)等級(jí)的例子。(Memoization是一種緩存技術(shù)。當(dāng)一個(gè)函數(shù)向系統(tǒng)請(qǐng)求計(jì)算某些東西時(shí)，它首先看看這個(gè)東西是否已經(jīng)被緩存過(guò)。如果是，它會(huì)從從緩存里取出結(jié)果返回。如果否，它會(huì)計(jì)算它，然后把輸出放到緩存里。)使用Memoization技術(shù)的函數(shù)嚴(yán)格的說(shuō)不是純函數(shù) —— 它的計(jì)算操作直接受緩存狀態(tài)的影響 —— 但這樣的函數(shù)仍然保持親系透徹性，如果你給它相同的輸入，它總會(huì)產(chǎn)生相同的輸出。你可以認(rèn)為稱這樣的函數(shù)為純函數(shù)是一種欺騙，的確也是，但如果你總是糾結(jié)于這種事情，那你也知道，完全純函數(shù)是有副作用的。
原文：http://www.aqee.net/how-to-get-started-with-functional-programming/
【編輯推薦】
