什么是函數(shù)式編程？

函數(shù)式編程是一種聲明式的編程范式，我們按順序應用純函數(shù)來解決復雜問題。函數(shù)接受一個輸入值并產(chǎn)生一個輸出值，而不受程序的影響。函數(shù)式編程主要關注解決什么問題，并使用表達式而不是語句。函數(shù)式編程主要在數(shù)學函數(shù)方面表現(xiàn)出色，其中值之間沒有任何相關性，并且不使用面向?qū)ο缶幊讨惺褂玫墓蚕頎顟B(tài)和可變數(shù)據(jù)等概念。

函數(shù)式編程概念

函數(shù)式編程是由各種核心概念構建而成的，我們將在下面進行探討：

一等函數(shù)

函數(shù)式編程中的一等函數(shù)被視為數(shù)據(jù)類型變量，并且可以像其他變量一樣使用。這些一等變量可以作為參數(shù)傳遞給函數(shù)，或存儲在數(shù)據(jù)結構中。

遞歸

與面向?qū)ο缶幊滩煌?，函?shù)式編程不使用“while”或“for”循環(huán)或“if-else”語句。函數(shù)式程序避免創(chuàng)建每次執(zhí)行時產(chǎn)生不同輸出的結構。相反，遞歸函數(shù)重復調(diào)用自身，直到達到所需的狀態(tài)或解決方案，稱為基本情況。

不可變性

在函數(shù)式編程中，我們無法修改變量一旦被創(chuàng)建。其原因是我們希望在程序運行時保持程序的狀態(tài)。最佳實踐是為每個函數(shù)編寫程序，以產(chǎn)生相同的結果，而不考慮程序的狀態(tài)。這意味著當我們創(chuàng)建變量并賦值時，我們可以輕松地運行程序，完全知道變量的值將保持恒定，永遠不會更改。

純函數(shù)

純函數(shù)構成了函數(shù)式編程的基礎，并具有兩個主要屬性：

如果給定相同輸入，則產(chǎn)生相同輸出
它們沒有副作用
純函數(shù)與不可變值很好地配合，因為它們描述了聲明性程序中輸入與輸出之間的關系。由于純函數(shù)是獨立的，這意味著它們可重用、易于組織和調(diào)試，使程序具有靈活性和適應性。使用純函數(shù)的另一個優(yōu)點是記憶化。這是指我們在計算給定輸入的輸出后，緩存并重用結果。

高階函數(shù)

接受其他函數(shù)作為參數(shù)或返回函數(shù)作為輸出的函數(shù)稱為高階函數(shù)。這個過程在每次迭代時將函數(shù)應用于其參數(shù)，并返回一個接受下一個參數(shù)的新函數(shù)。

函數(shù)式編程的優(yōu)勢

易于調(diào)試

由于純函數(shù)產(chǎn)生與給定輸入相同的輸出，這意味著它們沒有任何更改或任何其他隱藏的輸出。函數(shù)式編程函數(shù)是不可變的，這也意味著更容易快速檢查代碼中的錯誤。

惰性求值

函數(shù)式編程采用惰性求值的概念，即只有在需要時才評估計算。這使得程序能夠重用先前計算產(chǎn)生的結果。

支持并行編程

由于函數(shù)式編程使用不可變變量，因此創(chuàng)建并行程序很容易，因為它們減少了程序中的更改量。每個函數(shù)只需要處理一個輸入值，并保證程序狀態(tài)將保持恒定。

易于閱讀

函數(shù)式編程中的函數(shù)易于閱讀和理解。由于函數(shù)被視為值、不可變，并且可以作為參數(shù)傳遞，因此更容易理解代碼庫和目的。

高效

由于函數(shù)式程序不依賴于任何外部源或變量來運行，它們在整個程序中易于重用。這使它們更有效，因為不需要額外的計算來獲取程序或在運行時運行操作。

函數(shù)式編程的缺點

術語問題

由于其數(shù)學根源，函數(shù)式編程具有許多術語，可能難以向非專業(yè)人士解釋。像“純函數(shù)”這樣的術語可能會讓想要了解更多關于函數(shù)式編程的人望而生畏。

遞歸

盡管遞歸是函數(shù)式編程中最好的特性之一，但使用它的成本很高。編寫遞歸函數(shù)需要更高的內(nèi)存使用，這可能是代價高昂的。