函数式编程入门 | 揭秘函数式编程的精髓 | 掌握纯函数、命令式与声明式

（一）函数式编程，初体验

函数式编程是一种编程范式，它强调使用纯函数、避免副作用和使用递归和不可变数据。

1. 什么是纯函数？
纯函数是指一个函数总是会产生相同的结果，无论它被调用多少次，并且不会对函数外的数据造成任何改变。
纯函数可以由以下几个特点来标识：

• 不产生副作用，即函数不会改变函数外的任何数据。
• 相同输入总是产生相同输出，即对于相同的输入，函数总是会返回相同的结果。
• 独立于函数调用顺序，即函数的输出仅取决于其输入，而不受函数被调用的顺序的影响。

举个例子，以下是一个纯函数：

def add(x, y):
    return x + y

无论我们调用这个函数多少次，它总是会返回两个参数之和。我们可以放心地在不同的上下文中使用它，而不用担心它会产生意想不到的副作用。

2. 函数式编程与命令式编程
与命令式编程不同，函数式编程是一种声明性编程范式，这意味着它关注的是要做什么，而不是如何去做。

在命令式编程中，我们使用一系列指令来告诉计算机如何完成一项任务。例如，以下是一个命令式的Python函数，它计算两个数字的和：

def add_imperative(x, y):
    result = 0
    result = result + x
    result = result + y
    return result

在这个函数中，我们使用三个语句来计算两个数字的和：

• 我们创建一个变量result来存储结果。
• 我们将x添加到result中。
• 我们将y添加到result中。

在函数式编程中，我们使用一个表达式来计算两个数字的和：

def add_functional(x, y):
    return x + y

这个函数只包含一个表达式，它计算两个数字的和并返回结果。

3. 函数式编程与声明式编程
声明式编程是一种编程范式，它关注的是问题是什么，而不是如何解决它。

在声明式编程中，我们告诉计算机我们想要实现什么，而不是如何实现它。例如，以下是一个声明性的Python函数，它计算两个数字的和：

def add_declarative(x, y):
    return sum([x, y])

在这个函数中，我们使用sum()函数来计算两个数字的和。我们不需要告诉计算机如何计算和，我们只需要告诉它我们要做什么。

4. 函数式编程的优点
函数式编程具有许多优点，包括：

• 可读性：函数式代码通常比命令式代码更容易阅读和理解。
• 可维护性：函数式代码通常更容易维护和扩展。
• 可测试性：函数式代码通常更容易测试。
• 并行性：函数式代码通常更容易并行化。

5. 函数式编程语言
函数式编程语言是专门为支持函数式编程范式而设计的编程语言。一些常见的函数式编程语言包括：

• Haskell
• Lisp
• Scheme
• Clojure
• Scala
• F#
• Elm
• OCaml