面向函数范式编程(Functional programming)

函数编程(简称FP)不只代指Haskell Scala等之类的语言,还表示一种编程思维,软件思考方式,也称面向函数编程。 编程的本质是组合,组合的本质是范畴Category,而范畴是函数的组合。

首先,什么是函数式编程,这并没有唯一定义,它只是广泛聚合了一些编程风格的特性,我们可以将它与面向对象编程OOP进行对比, 两者区别是,OOP主要聚焦于数据的区别,而FP则注重数据结构的一致性。

面向对象:

  1. 数据和对数据的操作紧紧耦合
  2. .对象隐藏它们操作的实现细节,其他对象调用这些操作只需要通过接口。
  3. .核心抽象模型是数据自己
  4. 核心活动是组合新对象和拓展已经存在的对象,这是通过加入新的方法实现的。

函数编程:

  1. 数据与函数是松耦合的
  2. 函数隐藏了它们的实现,语言的抽象是函数,以及将函数组合起来表达。
  3. 核心抽象模型是函数,不是数据结构
  4. 核心活动是编写新的函数。
  5. 变量缺省是不变的,减少可变性变量的使用,并发性好

那么OOP和FP在业务领域是否有胜者呢? 我们大部分业务逻辑是这样写:
SELECT orders.order_id, orders.order_date, suppliers.supplier_name
FROM suppliers
RIGHT OUTER JOIN orders
ON suppliers.supplier_id = orders.supplier_id
WHERE orders.order_status = ‘INCOMPLETE’
ORDER BY orders.order_date DESC;

SQL是非常类似FP,它能渗透到业务中,它使用一致的数据结构(数据表结构Schema),一些基本函数能组合成很多查询语句,它是declarative声明式的, 也就是说,写出的SQL是告诉数据库我需要什么,数据库就为你返回,而不必指定数据库如何具体去查询。

声明式编程和命令式编程区别? FP的主要特点是它们描述它们要”什么”,而不是如何实现。而OO在其方法中,还是使用大部分命令式技术。 下面是命令式技术代码:

var sumOfSquares = function(list) {
var result = 0;
for (var i = 0; i < list.length; i++) {
result += square(list[i]);
}
return result;
};

console.log(sumOfSquares([2, 3, 5]));

函数编程代码如下:
var sumOfSquares = pipe(map(square), reduce(add, 0));
console.log(sumOfSquares([2, 3, 5]));

函数风格的编程特点:

  1. 第一等公民是函数
  2. 带有闭包的Lambdas/Anonymous函数
  3. 不变性,大部分无态处理,没有状态和变量
  4. 高并发
  5. 无副作用的调用
  6. 通过tail call实现递归的性能优化。
  7. 模式匹配(Haskell, Erlang)
  8. 懒赋值(Miranda, Haskell)
  9. Homoiconicity(类似LISP)

如果说OOP还有很多人可能受静态数据思路影响,那么FP 带来完全是动态事件,FP让我们直接用动词思考,用方法函数解决问题,比如两个帐号之间的转帐,按照DDD等静态领域建模思维,转帐这个功能是放在帐号这个实体类中,还是做一个服务呢?在OOP语言中,我们实现功能总是使用服务Service这样一个概念替代,而且强调无态服务,无态服务实际就是一个只有方法函数没有属性的空架子“类”而已。 2007年的Adam Heroku一篇博文中写道:银行账户之间转帐的老式做法是使用数据库事务,这种做法比较刚性,正确做法是将转帐事件存储起来,如果你是一个面向函数范式的思维者觉得这样做就很正常。—来自” NOSQL存储的基于事件的事务实现 ” 。

有很多人将FP归结于数学思维,实际上这只看到其表面,没有看到数学语言这个背后的形式逻辑,编程语言作为和数学同等形式语言,他们的核心基础都是分析哲学的形式逻辑,过去的面向对象很多设计原则也来源于形式逻辑,见:蒯因与引用透明

面向对象和面向函数一直在争论,实际上纯粹的OOP和纯粹的FP都是极端的,对于OOP来讲:存在的并一定都是对象,函数就不是对象;对于FP来说:存在的并不总是纯粹的,副作用总是真实存在。总之,面向对象侧重于分解,函数编程侧重于组合。

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