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怎么理解函數(shù)式編程思維?

admin
2023年10月25日 9:52 本文熱度 528

      理解函數(shù)式編程要注重思維的轉(zhuǎn)變。函數(shù)式編程聚焦于簡潔的高階函數(shù),高階函數(shù)注重封裝底層運作原理來解決復雜的業(yè)務場景,比如 Scala、Groovy、Clojure 語言:



1. 靜態(tài)類型必須先指定變量和函數(shù)的類型,而動態(tài)類型則允許推遲指定類型。強類型的變量“知道”自己的類型,允許反射和對實例作類型測試,且一直保有自身的類型信息。弱類型的語言相對不了解變量所指向的內(nèi)容。

2. 命令式告訴計算機執(zhí)行的步驟,一步一步告訴它怎么做。函數(shù)式更注重“做什么”本身,函數(shù)式編程是面向數(shù)學的抽象,函數(shù)式的代碼里只有函數(shù)和數(shù)據(jù)。

       

       函數(shù)式編程提供以下幾個特性,讓開發(fā)拋開細節(jié),投入到更高的抽象工作中:

  • 高階函數(shù)

  • 閉包:由函數(shù)(環(huán)境)及其封閉的自由變量組成的集合體,比如 Java script 和 Groovy 都提供了閉包的概念。

  • 柯里化和函數(shù)的部分施用:柯里化指的是從一個多參數(shù)函數(shù)變成一連串單參數(shù)函數(shù)的變換。部分施用指通過提前代入一部分參數(shù)值,使一個多參數(shù)函數(shù)得以省略部分參數(shù),從而轉(zhuǎn)化 為一個參數(shù)數(shù)目較少的函數(shù)。

  • 遞歸:命令式與函數(shù)式最大一個區(qū)別是,當需要重復做一件事時,命令式喜歡用循環(huán),而函數(shù)式更偏好遞歸。

  • Stream 和作業(yè)順序重排

  • 記憶(memoization)和緩求值(laziness):類似于命令式編程的緩存,Groovy、Clojure 都提供了記憶的功能。


        函數(shù)式語言的重用表現(xiàn)在函數(shù)的通用性上,它們鼓勵在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上使用各種共通的變換,并通過高階函數(shù)來調(diào)整操作以滿足具體事項的要求。比如函數(shù)式編程語言用一組關鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(如 list、 set、map)來搭配專為這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)深度優(yōu)化過的操作,基于這些關鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作組成的一套運轉(zhuǎn)機構(gòu)上面,按需要“插入”另外的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和高階函數(shù)來調(diào)整機器來解決具體的問題。再比如函數(shù)式編程語言提供了如 Either 類、Option 類來優(yōu)化異常處理問題等。


        在模式與重用方面,Java 提供了經(jīng)典的 23 種設計模式來解決復雜的業(yè)務問題,函數(shù)式編程讓這些設計模式有了三種歸宿:

  • 模式被吸收成為語言的一部分。針對于工廠模式,Groovy 語言直接提供的高階函數(shù)特性可以讓我們節(jié)約大量的八股代碼。針對工廠模式,在設計模式的語境下,柯里化相當于產(chǎn)出函數(shù)的工廠。針對策略模式, Groovy 語言以代碼塊定義的形式為開發(fā)提供了便利。

  • 模式中描述的解決辦法在函數(shù)式范式下依然成立,但實現(xiàn)細節(jié)有所變化。針對享元模式,函數(shù)式編程提供的記憶功能發(fā)揮了重要作用。

  • 由于在新的語言或范式下獲得了原本沒有的能力,產(chǎn)生了新的解決方案


        現(xiàn)實應用方面,Java8 提供了基于 lamda 表達式的函數(shù)式編程,但 Java 非函數(shù)式編程語言,Java 將問題域封裝在對象之內(nèi),并允許通過業(yè)務操作來改變對象的狀態(tài),完全與函數(shù)式編程“變量無狀態(tài)”的思想背道而馳。那么函數(shù)式編程能應用于企業(yè)級需求解決方案嗎?從另一個角度來思考,Java 是面向?qū)ο蟮牡木幊陶Z言,領域驅(qū)動設計(DDD)是面對企業(yè)級需求的解決方案,DDD 的戰(zhàn)術設計趨向于 CQRS 架構(gòu),而基于“變量不可變”的特性的函數(shù)式編程把 CQRS 架構(gòu)作為基礎設施,所以能把函數(shù)式編程視為企業(yè)級需求的解決方案嗎?很明顯不能,DDD注重模擬現(xiàn)實世界,函數(shù)式編程思維并沒有試圖模擬現(xiàn)實世界,所以無法滿足復雜的企業(yè)需求,函數(shù)式編程大處理大量數(shù)據(jù)方面比面向?qū)ο蠓绞礁哂行剩馐牵?/span>面向?qū)ο缶幊淌墙鉀Q企業(yè)級需求的解決方案,解決過程中會產(chǎn)出大量的數(shù)據(jù)需求,可借力函數(shù)式編程。另外,《函數(shù)式編程思維》作者提到多范式語言組合才是趨勢,這一點很認同,未來語言必是混合的。編程語言是我們在計算機世界里解決問題的工具,函數(shù)式更注重What,而命令式更注重How。對于解決問題的能力,沒有高低強弱之分,只是角度和工具不同而已。


附《函數(shù)式編程思維》讀書筆記:


該文章在 2023/10/25 9:52:04 編輯過
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