[思维]什么是函数式编程思维?


有趣的 Scala 语言: 使用递归的方式去思考
http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-funinscala1/
遗憾的是,在长期的教学过程中,只有命令式编程得到了强调,那就是程序员要告诉计算机应该怎么做,而不是告诉计算机做什么。而递归则通过灵巧的函数定义,告诉计算机做什么。因此在使用命令式编程思维的程序中,不得不说,这是现在多数程序采用的编程方式,递归出镜的几率很少,而在函数式编程中,大家可以随处见到递归的方式。下面,我们就通过实例,为大家展示递归如何作为一种普遍方式,来解决编程问题的。


什么是函数式编程思维? - 面向对象编程 - 知乎
https://www.zhihu.com/question/28292740

//
2015/3/4 补充:我看到有些文章习惯性的就给我上函数式编程语言的,如柯里化,不变性。而在我看来,这些只是函数式编程语言的feature。而我更希望看到的是这些feature背后的逻辑。

//
函数式编程在使用的时候的特点就是,你已经再也不知道数据是从哪里来了,每一个函数都是为了用小函数组织成更大的函数,函数的参数也是函数,函数返回的也是函数,最后得到一个超级牛逼的函数,就等着别人用他来写一个main函数把数据灌进去了。

至于说要如何体会这样的东西,题主把Haskell学会了就明白了。

//
函数式编程与命令式编程最大的不同其实在于:

【函数式编程关心数据的映射,命令式编程关心解决问题的步骤】

这里的映射就是数学上“函数”的概念——一种东西和另一种东西之间的对应关系。

这也是为什么“函数式编程”叫做“函数式编程”。

这是什么意思呢?

假如,现在你来到 google 面试,面试官让你把二叉树镜像反转一下(大雾

几乎不假思索的,就可以写出这样的 Python 代码:
def invertTree(root):
if root is None:
return None
if root.left:
invertTree(root.left)
if root.right:
invertTree(root.right)
root.left, root.right = root.right, root.left
return root

好了,现在停下来看看这段代码究竟代表着什么——

它的含义是:首先判断节点是否为空;然后翻转左树;然后翻转右树;最后左右互换。

【这就是命令式编程——你要做什么事情,你得把达到目的的步骤详细的描述出来,然后交给机器去运行。】

这也正是命令式编程的理论模型——图灵机的特点。一条写满数据的纸带,一条根据纸带内容运动的机器,机器每动一步都需要纸带上写着如何达到。

那么,不用这种方式,如何翻转二叉树呢?

【函数式思维提供了另一种思维的途径——

所谓“翻转二叉树”,可以看做是要得到一颗和原来二叉树对称的新二叉树。】

这颗新二叉树的特点是每一个节点都递归地和原树相反。

def invert(node):
if node is None:
return None
else
return Tree(node.value, invert(node.right), invert(node.left))

这段代码体现的思维,就是旧树到新树的映射——对一颗二叉树而言,它的镜像树就是左右节点递归镜像的树。

这段代码最终达到的目的同样是翻转二叉树,但是它得到结果的方式和 python 代码【有着本质的差别:通过描述一个 旧树->新树 的映射,而不是描述“从旧树得到新树应该怎样做”来达到目的。】

那么这样有什么好处呢?

首先,最直观的角度来说,【函数式风格的代码可以写得很精简,大大减少了键盘的损耗】(

其次,【函数式的代码是“对映射的描述”】,它不仅可以描述二叉树这样的数据结构之间的对应关系,任何能在计算机中体现的东西之间的对应关系都可以描述——比如函数和函数之间的映射(比如 functor);比如外部操作到 GUI 之间的映射(就是现在前端热炒的所谓 FRP)。【它的抽象程度可以很高,这就意味着函数式的代码可以更方便的复用。】

另外还有其他答主提到的,可以方便的并行。

同时,将代码写成这种样子可以方便用数学的方法进行研究(这就是为什么可以扯上范畴上的这种数学上的高深概念)

【至于什么科里化、什么数据不可变,都只是外延体现而已。】

//
从这个例子可以看出,函数式程序非常简练,描述做什么,而不是怎么做。

函数式语言当然还少不了以下特性:
高阶函数(Higher-order function)
偏应用函数(Partially Applied Functions)
柯里化(Currying)
闭包(Closure)

高阶函数就是参数为函数或返回值为函数的函数。有了高阶函数,就可以将复用的粒度降低到函数级别,相对于面向对象语言,复用的粒度更低。

函数式语言通常提供非常强大的集合类(Collection),提供很多高阶函数,因此使用非常方便。

写这个函数的人不用关心函数是怎么调度的,而实际上,Spark框架会在多台计算机组成的分布式集群上完成这个计算。

如果对比一下Hadoop的词频统计实现:WordCount - Hadoop Wiki** ,就可以看出函数式编程的一些优势。

总结函数式编程是给软件开发者提供的另一套工具箱,为我们提供了另外一种抽象和思考的方式。函数式编程也有不太擅长的场合,比如处理可变状态和处理IO,要么引入可变变量,要么通过Monad来进行封装(如State Monad和IO Monad)

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 213,047评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,807评论 3 386
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 158,501评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,839评论 1 285
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,951评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,117评论 1 291
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,188评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,929评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,372评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,679评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,837评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,536评论 4 335
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,168评论 3 317
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,886评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,129评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,665评论 2 362
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,739评论 2 351

推荐阅读更多精彩内容