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函数式编程

函数式编程(英语:functional programming)或称函数程序设计,又称泛函编程,是一种编程范型,它将电脑运算视为数学上的函数计算,并且避免使用程序状态以及易变对象。函数编程语言最重要的基础是λ演算(lambda calculus)。而且λ演算的函数可以接受函数当作输入(引数)和输出(传出值)。

上面是维基百科上的解释,可以把编程语言中的函数视为数学函数一样,函数可以与普通变量一样,作为另一个函数的参数,如下

f(x) = x * x + 2
g(x) = f(x) + f(x + 2)
h(x) = g(x) + f(x - 1)

函数式编程有以下几个特点(下面例子用的是python)

  • 避免状态变量,注重状态传递,而不是状态维护
    非函数式

    a = 0
    def increment1():
    global a
    a += 1

    函数式

    def increment2(a):
    return a + 1
  • 函数是一等公民
    即函数与变量一样,可以作为参数传递

    # 定义一个过滤器
    def myFilter(x):
    return x < 5

    # 过滤函数
    def myMap(filter, array):
    result = []
    for i in array:
    if filter(i):
    result.append(i)
    return result

    # 过滤集合
    print myMap(myFilter, [1,2,5,7,8,9])
    # 输出 [1, 2]
  • 高阶函数
    高阶函数满足以下两个特点

    • 函数可以作为参数被传递
    • 函数可以作为返回值输出
    # 函数作为参数
    def add(x, y, f):
    return f(x) + f(y)

    # 函数作为返回值
    def calc(x): # 接收第一个参数
    def square(n): # 接收第二个参数
    return n * n + x; # 计算
    return s(x);

    c = calc(4) # n*n+4
    print c(3) # 3*3+4

    从上面例子可以看出来,一个n * n + x计算是通过两步进行的,并且参数也分成多个单一的参数,这种过程称为函数的柯里化(Currying),下面是维基百科上的解释

    在计算机科学中,柯里化(英语:Currying),又译为卡瑞化或加里化,是把接受多个参数的函数变换成接受一个单一参数(最初函数的第一个参数)的函数,并且返回接受余下的参数而且返回结果的新函数的技术。

  • 惰性求职
    在使用函数处可以不直接执行函数,在需要的时候执行函数,如上高阶函数以函数作为返回值,在调用calc的时候并没有进行计算,而是后面调用返回的函数才进行计算

  • 闭包
    闭包就是引用了自由变量的函数。这个被引用的自由变量将和这个函数一同存在,即使已经离开了创造它的环境也不例外。有时候你不需要知道闭包的概念,也能很好的应用它,有一个直观的解释:可以自由访问变量(局部变量和内部变量)的代码块

    outa = 200
    def calc(x):
    a = 100
    def square(n):
    # 这里可以访问局部变量a,也可以访问函数外的自由变量outa
    return n * n + a + outa + x;
    return s(x);

    例如objc的block,就是对闭包的支持

  • 面向功能,而不面向过程,重视功能粒度化,函数化
    函数式

    names = ["Mary", "Isla", "Sam"]
    # 使用map,reduce
    name_lengths = map(len, names)
    print name_lengths
    # => [4, 4, 3]

    非函数式

    # 而不是for
    name_lengths = []
    for n in names:
    name_lengths.append(len(n))
    print name_lengths

函数式编程就是功能函数化,粒度化,注重行为,而不注重过程,注重操作,而不注重状态的一种方编程思想,可以很大程度的提高代码的阅读性,因为函数本身就是一种注释,这种粒度使得代码可以更好的自解释,而闭包的特性使得代码拥有更高的聚合度,减少函数多带来的代码松散问题

我的理解是编程思想只是思考问题的一些不同的角度,并不是绝对的,可能一些代码中既有函数式编程的特点也有面向对象的思想,例如Python就是一种多范式语言,所以在实际应用中不需要过于刻意的区分,而是根据这些特点和具体业务找到合适的方式