什么是函数式编程？

什么是函数式编程？

函数式编程（也称FP）是一种通过创建纯函数来构建软件的思维方式。它避免了面向对象编程中常见的共享状态和可变数据的概念。

函数式语言强调表达式和声明，而非语句的执行。因此，与其他依赖局部或全局状态的过程不同，函数式语言的输出值仅取决于传递给函数的参数。

函数式编程的特点

• 函数式编程方法注重结果，而非过程。
• 重点在于要计算什么。
• 数据是不可篡改的。
• 函数式编程将问题分解成一个个函数。
• 它基于数学函数的概念，利用条件表达式和递归来进行计算。
• 它不支持循环语句等迭代语句，也不支持 If-Else 等条件语句。

函数式编程的历史

• 函数式编程的基础是Lambda演算。它于20世纪30年代发展起来，用于函数式应用、定义和递归。
• LISP是第一种函数式编程语言。它由麦卡锡于1960年设计。
• 20 世纪 70 年代末，爱丁堡大学的研究人员定义了 ML（元语言）。
• 20 世纪 80 年代初期，Hope 语言添加了代数数据类型，用于递归和等式推理。
• 2004年，函数式编程语言“Scala”诞生了。

函数式编程语言

任何函数式编程语言的目标都是模拟数学函数。然而，函数式编程的基本计算过程与数学函数有所不同。

以下是一些最主要的函数式编程语言：

• 哈斯克尔
• SML
• Clojure的
• 斯卡拉
• Erlang
• 清洁
• F#
• ML/OCaml Lisp / 方案
• XSLT
• SQL
• 数学

基本函数式编程术语和 Concepts

不可变数据

不可变数据意味着你应该能够轻松创建数据结构，而不是修改已经存在的数据结构。

参考透明度

函数式程序应该像第一次执行操作一样执行所有操作。这样，你就能清楚地知道程序执行过程中可能发生或没有发生的事情，以及其副作用。在函数式编程中，这被称为引用透明性。

模块化

模块化设计能够提高生产力。小型模块可以快速编写代码，并且具有更高的可重用性，这无疑会加快程序的开发速度。此外，各个模块可以单独进行测试，从而有助于减少单元测试和调试所需的时间。

可维护性

可维护性是一个简单的术语，意思是函数式编程更容易维护，因为你不需要担心意外地更改给定函数之外的任何内容。

一流的功能

“一等函数”是指编程语言中那些使用不受任何限制的函数实体。因此，一等函数可以出现在程序的任何位置。

关闭

闭包是一个内部函数，即使父函数已经执行完毕，它仍然可以访问父函数的变量。

高阶函数

高阶函数要么接受其他函数作为参数，要么将它们作为结果返回。

高阶函数允许部分应用或柯里化。这种技术将函数逐个应用于其参数，每次应用都会返回一个接受下一个参数的新函数。

纯函数

“纯函数”是指其输入被声明为输入且不应隐藏任何输入的函数。输出也被声明为输出。

纯函数只作用于其参数。如果它不返回任何值，则效率不高。此外，对于给定的参数，它总是给出相同的输出。

计费示例：

Function Pure(a,b)
{
	return a+b;
}

不纯函数

不纯函数与纯函数正好相反。它们有隐藏的输入或输出，因此被称为不纯函数。由于存在依赖关系，不纯函数不能单独使用或测试。

例如：

int z;
function notPure(){
	z = z+10;
}

功能构成

函数组合是将两个或多个函数组合起来形成一个新函数。

共享状态

共享状态是面向对象编程中的一个重要概念。它本质上是为对象添加属性。例如，如果硬盘是一个对象，那么存储容量和磁盘大小就可以作为属性添加到硬盘上。

副作用

副作用是指在被调用函数之外发生的任何状态变化。任何函数式编程语言的最大目标都是通过将副作用与软件代码的其他部分分离来最大限度地减少副作用。在函数式编程中，将副作用从程序逻辑的其他部分中分离出来至关重要。

函数式编程的好处

• 可以帮助您避免代码中出现令人困惑的问题和错误。
• 更容易测试和执行单元测试和调试函数式编程 Code.
• 并行处理和并发。
• 热代码部署和容错能力。
• 提供更好的模块化和更短的代码。
• 提高了开发人员的工作效率。
• 支持嵌套函数。
• 函数式结构，如惰性映射和列表等。
• 能够有效利用λ演算。

函数式编程的局限性

• 函数式编程范式并不容易，因此对于初学者来说很难理解。
• 由于编码过程中许多对象会发生变化，因此很难维护。
• 需要大量的模拟和全面的环境设置。
• 重用非常复杂，需要不断重构。
• 物体可能无法正确地表示问题。

函数式编程与面向对象编程

常见问题