Python函數(shù)式編程指南（一）：概述

這大概算是Python最難啃的一塊骨頭吧。在我Python生涯的這一年里，我遇到了一些Pythoner，他們毫無例外地完全不會使用函數(shù)式編程（有些人喜歡稱為Pythonic），比如，從來不會傳遞函數(shù)，不知道lambda是什么意思，知道列表展開但從來不知道用在哪里，對Python不提供經(jīng)典for循環(huán)感到無所適從，言談之中表現(xiàn)出對函數(shù)式風(fēng)格的一種抗拒甚至厭惡。

我嘗試剖析這個問題，最終總結(jié)了這么兩個原因：1、不想改變，認(rèn)為現(xiàn)有的知識可以完成任務(wù)；2、對小眾語言的歧視，Python目前在國內(nèi)市場份額仍然很小很小，熟悉Python風(fēng)格用處不大。

然而我認(rèn)為，學(xué)習(xí)使用一種截然不同的風(fēng)格可以顛覆整個編程的思想。我會慢慢總結(jié)一個系列共4篇文字，篇幅都不大，輕松就能看完，希望對喜歡Python的人們有所幫助，因為我個人確實從中受益匪淺。

1. 函數(shù)式編程概述

1.1. 什么是函數(shù)式編程？

函數(shù)式編程使用一系列的函數(shù)解決問題。函數(shù)僅接受輸入并產(chǎn)生輸出，不包含任何能影響產(chǎn)生輸出的內(nèi)部狀態(tài)。任何情況下，使用相同的參數(shù)調(diào)用函數(shù)始終能產(chǎn)生同樣的結(jié)果。

在一個函數(shù)式的程序中，輸入的數(shù)據(jù)“流過”一系列的函數(shù)，每一個函數(shù)根據(jù)它的輸入產(chǎn)生輸出。函數(shù)式風(fēng)格避免編寫有“邊界效應(yīng)”(side effects)的函數(shù)：修改內(nèi)部狀態(tài)，或者是其他無法反應(yīng)在輸出上的變化。完全沒有邊界效應(yīng)的函數(shù)被稱為“純函數(shù)式的”(purely functional)。避免邊界效應(yīng)意味著不使用在程序運行時可變的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，輸出只依賴于輸入。

可以認(rèn)為函數(shù)式編程剛好站在了面向?qū)ο缶幊痰膶α⒚?。對象通常包含?nèi)部狀態(tài)（字段），和許多能修改這些狀態(tài)的函數(shù)，程序則由不斷修改狀態(tài)構(gòu)成；函數(shù)式編程則極力避免狀態(tài)改動，并通過在函數(shù)間傳遞數(shù)據(jù)流進行工作。但這并不是說無法同時使用函數(shù)式編程和面向?qū)ο缶幊?，事實上，?fù)雜的系統(tǒng)一般會采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)建模，但混合使用函數(shù)式風(fēng)格還能讓你額外享受函數(shù)式風(fēng)格的優(yōu)點。

1.2. 為什么使用函數(shù)式編程？

函數(shù)式的風(fēng)格通常被認(rèn)為有如下優(yōu)點：

• 邏輯可證
  這是一個學(xué)術(shù)上的優(yōu)點：沒有邊界效應(yīng)使得更容易從邏輯上證明程序是正確的（而不是通過測試）。
• 模塊化
  函數(shù)式編程推崇簡單原則，一個函數(shù)只做一件事情，將大的功能拆分成盡可能小的模塊。小的函數(shù)更易于閱讀和檢查錯誤。
• 組件化
  小的函數(shù)更容易加以組合形成新的功能。
• 易于調(diào)試
  細化的、定義清晰的函數(shù)使得調(diào)試更加簡單。當(dāng)程序不正常運行時，每一個函數(shù)都是檢查數(shù)據(jù)是否正確的接口，能更快速地排除沒有問題的代碼，定位到出現(xiàn)問題的地方。
• 易于測試
  不依賴于系統(tǒng)狀態(tài)的函數(shù)無須在測試前構(gòu)造測試樁，使得編寫單元測試更加容易。
• 更高的生產(chǎn)率
  函數(shù)式編程產(chǎn)生的代碼比其他技術(shù)更少（往往是其他技術(shù)的一半左右），并且更容易閱讀和維護。

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