前言在讨论函数式编程(Functional Programming)的具体内容之前,我们首先看一下函数式编程的含义。在维基百科上,函数式编程的定义如下:"函数式编程是一种编程范式。它把计算当成是数学函数的求值,从而避免改变状态和使用可变数据。它是一种声明式的编程范式,通过表达式和声明而不是语句来编程。" (见 )
函数式编程的思想在软件开发领域由来已久。在众多的编程范式中,函数式编程虽然出现的时间很长,但是在编程范式领域和整个开发社区中的流行度一直不温不火。函数式编程有一部分狂热的支持者,在他们眼中,函数式编程思想是解决各种软件开发问题的终极方案;而另外的一部分人,则觉得函数式编程的思想并不容易理解,学习曲线较陡,上手起来也有一定的难度。大多数人更倾向于接受面向对象或是面向过程这样的编程范式。这也是造成函数式编程范式一直停留在小众阶段的原因。
这样两极化的反应,与函数式编程本身的特性是分不开的。函数式编程的思想脱胎于数学理论,也就是我们通常所说的λ演算( λ-calculus)。一听到数学理论,可能很多人就感觉头都大了。这的确是造成函数式编程的学习曲线较陡的一个原因。如同数学中的函数一样,函数式编程范式中的函数有独特的特性,也就是通常说的无状态或引用透明性(referential transparency)。一个函数的输出由且仅由其输入决定,同样的输入永远会产生同样的输出。这使得函数式编程在处理很多与状态相关的问题时,有着天然的优势。函数式编程的代码通常更加简洁,但是不一定易懂。函数式编程的解决方案中透露出优雅的美。
函数式编程所涵盖的内容非常广泛,从其背后的数学理论,到其中包含的基本概念,再到诸如 Haskell 这样的函数式编程语言,以及主流编程语言中对函数式编程方式的支持,相关的专有第三方库等。通过本系列的学习,你可以了解到很多函数式编程相关的概念。你会发现很多概念都可以在日常的开发中找到相应的映射。比如做前端的开发人员一定听说过高阶组件(high-order component),它就与函数式编程中的高阶函数有着异曲同工之妙。流行的前端状态管理方案 Redux 的核心是 reduce 函数。库 reselect 则是记忆化( memoization)的精妙应用。很多 Java 开发人员已经切实的体会到了 Java 8 中的 Lambda 表达式如何让对流(Stream)的操作变得简洁又自然。
近年来,随着多核平台和并发计算的发展,函数式编程的无状态特性,在处理这些问题时有着其他编程范式不可比拟的天然优势。不管是前端还是后端开发人员,学习一些函数式编程的思想和概念,对于手头的开发工作和以后的职业发展,都是大有裨益的。本系列虽然侧重的是 Java 平台上的函数式编程,但是对于其他背景的开发人员同样有借鉴意义。
下面介绍函数的基本概念。 |