Functional Programming Introduction浅读

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1、背景

• 函数式编程是一种编程范式，常见的编程范式有命令式编程（Imperative programming），函数式编程，逻辑式编程，常见的面向对象编程是也是一种命令式编程。
• 函数编程语言来源于λ演算（lambda calculus），而且λ演算的函数可以接受函数当作输入（参数）和输出（返回值）,可以用来清晰地定义什么是一个可计算函数。

2、简介

• Functional programming languages are specially designed to handle symbolic computation and list processing applications. Functional programming is based on mathematical functions. Some of the popular functional programming languages include: Lisp, Python, Erlang, Haskell, Clojure, etc.
• 一句有意思的话：函数式编程关心类型（代数结构）之间的关系(即数据的映射)，命令式编程关心解决问题的步骤。

// 一个累积器的例子：
// 平时实现
function fact (n) {
  let res = 0
  for (let i = 0; i <= n; i++)
    res *= i
  return res
}
// fp
function fact1 (n) {
  if (n === 1) return 1
  return n * fact1(n - 1)
}
// 我们可以看到，在fp中，我们没有使用循环，没有使用中间变量来存储中间值，实现过程更接近人的思维，即数学思想，而不是机器执行过程。

3、FP的特性

3.1、函数是"第一等公民"

• 即函数也和变量一样，处于同样的地位，可以复制给其它变量

即：
// fp
const a = function fact1 (n) {
  if (n === 1) return 1
  return n * fact1(n - 1)
}

3.2、只用表达式、不用语句

• 表达式：表达式指单纯的运算过程，总是有返回值。
• 语句：执行某种操作没有返回值
• 因为，函数式编程最初的开发动机是为了处理运算，不考虑系统的读写，但在实际上是不可能的，只能尽可能的避免不必要的读写行为

3.3、没有副作用

• 即函数需要保持独立，即不会对外部产生任何影响(比如修改外部变量)，仅返回一个新值。

3.4、不修改状态、变量

• 我们经常会用变量来保存状态，但函数式编程不修改变量，因此我们的状态不能保存在变量中，而是保存在参数中，最好的例子就是递归。

// fp
const a = function fact1 (n) {
  if (n === 1) return 1
  // 在参数中保存状态
  return n * fact1(n - 1)
}

3.5、引用透明

• 指含糊的运行不依赖于外部的变量，只依赖于输入的参数，相同的参数总返回相同的结果，即像数学中的映射。

3.6、高级特性(重要)

• 柯里化
• 闭包
• 惰性加载
• 高阶函数：map/reduce等等

4、FP的优点

4.1、代码简洁，开发快速

• 代码量远小于C、C++等语言，交付速度更快。

4.2、接近自然语言，易于理解

// 更偏向于人的思维而不是机器
// (1 + 2) * 3 - 4
实现：add(1,2).multiply(3).subtract(4)

4.3、更方便的代码管理

• 函数式编程不依赖、也不会改变外界的状态，只要给定输入参数，返回的结果必定相同。因此，每一个函数都可以被看做独立单元，很有利于进行单元测试（unit testing）和除错（debugging），以及模块化组合。

4.5、易于"并发编程"

• 函数式编程不修改变量，因此不用担心一个线程修改另一个线程的问题，可以放心的并发。

4.6、代码的热升级

• 函数式编程不会修改外部变量，只要函数相同，总返回相同的值，且没有外部依赖，因此可以进行热重启。

5、参考

• Functional Programming - Introduction
• 函数式编程初探