函数式编程初探.doc
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函数式编程初探诞生50多年之后,函数式编程(functionalprogramming)开始获得越来越多的关注。不仅最古老的函数式语言Lisp重获青春,而且新的函数式语言层出不穷,比如Erlang、clojure、Scala,、F#等等。目前最当红的Python、Ruby、Javascript,对函数式编程的支持都很强,就连老牌的面向对象的Java、面向过程的PHP,都忙不迭地加入对匿名函数的支持。越来越多的迹象表明,函数式编程已经不再是学术界的最爱,开始大踏步地在业界投入实用。也许继"面向对象编程"之后,"函数式编程"会成为下一个编程的主流范式(paradigm)。未来的程序员恐怕或多或少都必须懂一点。但是,"函数式编程"看上去比较难,缺乏通俗的入门教程,各种介绍文章都充斥着数学符号和专用术语,让人读了如坠云雾。就连最基本的问题"什么是函数式编程",网上都搜不到易懂的回答。下面是我的"函数式编程"学习笔记,分享出来,与大家一起探讨。内容不涉及数学(LambdaCalculus我也不懂),也不涉及高级特性(比如lazyevaluation和currying),只求尽量简单通俗地整理和表达,我现在所理解的"函数式编程"以及它的意义。我主要参考了SlavaAkhmechet的"FunctionalProgrammingForTheRestofUs"。一、定义简单说,"函数式编程"是一种"编程范式"(programmingparadigm),也就是如何编写程序的方法论。它属于"结构化编程"的一种,主要思想是把运算过程尽量写成一系列嵌套的函数调用。举例来说,现在有这样一个数学表达式:(1+2)*3-4传统的过程式编程,可能这样写:vara=1+2;varb=a*3;varc=b-4;函数式编程要求使用函数,我们可以把运算过程定义为不同的函数,然后写成下面这样:varresult=subtract(multiply(add(1,2),3),4);这就是函数式编程。二、特点函数式编程具有五个鲜明的特点。1.函数是"第一等公民"所谓"第一等公民"(firstclass),指的是函数与其他数据类型一样,处于平等地位,可以赋值给其他变量,也可以作为参数,传入另一个函数,或者作为别的函数的返回值。举例来说,下面代码中的print变量就是一个函数,可以作为另一个函数的参数。varprint=function(i){console.log(i);};[1,2,3].forEach(print);2.只用"表达式",不用"语句""表达式"(expression)是一个单纯的运算过程,总是有返回值;"语句"(statement)是执行某种操作,没有返回值。函数式编程要求,只使用表达式,不使用语句。也就是说,每一步都是单纯的运算,而且都有返回值。原因是函数式编程的开发动机,一开始就是为了处理运算(computation),不考虑系统的读写(I/O)"语句"属于对系统的读写操作,。所以就被排斥在外。当然,实际应用中,不做I/O是不可能的。因此,编程过程中,函数式编程只要求把I/O限制到最小,不要有不必要的读写行为,保持计算过程的单纯性。3.没有"副作用"所谓"副作用"(sideeffect)指的是函数内部与外部互动,(最典型的情况,就是修改全局变量的值),产生运算以外的其他结果。函数式编程强调没有"副作用",意味着函数要保持独立,所有功能就是返回一个新的值,没有其他行为,尤其是不得修改外部变量的值。4.不修改状态上一点已经提到,函数式编程只是返回新的值,不修改系统变量。因此,不修改变量,也是它的一个重要特点。在其他类型的语言中,变量往往用来保存"状态"(state)。不修改变量,意味着状态不能保存在变量中。函数式编程使用参数保存状态,最好的例子就是递归。下面的代码是一个将字符串逆序排列的函数,它演示了不同的参数如何决定了运算所处的"状态"。functionreverse(string){if(string.length==0){returnstring;}else{returnreverse(string.substring(1,string.length))+string.substr