為什么我們需要學(xué)習(xí)函數(shù)式編程？或者說(shuō)函數(shù)式編程有什么優(yōu)勢(shì)？這個(gè)系列中我會(huì)用 scala 給你講述函數(shù)式編程中的優(yōu)勢(shì)，以及一些函數(shù)式的哲學(xué)。不懂 scala 也沒關(guān)系，scala 和 java 是類似的，在每篇的開頭我也會(huì)先說(shuō)明這節(jié)中用到的 scala 語(yǔ)法。

為什么函數(shù)式編程這幾年火起來(lái)

如 Python 一樣，函數(shù)式編程（FP，即Functional Programming）也是近幾年才逐漸為人們所知，但它并不是一個(gè)多么新的概念。它擁有和面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）幾乎等長(zhǎng)的歷史。但縱觀每件事的脈絡(luò)，總是有原因的，函數(shù)式編程這幾年變火的原因是什么呢？

最主要的原因是摩爾定律的逐漸失效，計(jì)算機(jī)的發(fā)展道路趨向于多核 CPU 與分布式的方向。我們經(jīng)常使用的面向?qū)ο缶幊痰膬?yōu)勢(shì)在于能夠很好得對(duì)要解決的問題領(lǐng)域進(jìn)行建模，但它在多線程編程環(huán)境下的同步阻塞調(diào)用，以及由此帶來(lái)的線程安全問題，與函數(shù)式編程天然適合分布式并發(fā)編程的編程方式相比，當(dāng)真相形見絀。而未來(lái)明顯是大數(shù)據(jù)的時(shí)代，故而函數(shù)式編程只會(huì)越加重要，甚至未來(lái)可能是函數(shù)式編程的時(shí)代。

摩爾定律：1965年，英特爾公司創(chuàng)始人戈登·摩爾提出，在至多10年內(nèi)，集成電路的集成度會(huì)每?jī)赡攴环?，即摩爾定律。后?lái)這個(gè)周期被縮短到了18個(gè)月。也就是說(shuō)，每隔18個(gè)月，計(jì)算機(jī)等IT產(chǎn)品的性能就會(huì)翻一番；或者說(shuō)相同性能的計(jì)算機(jī)等IT產(chǎn)品，每18個(gè)月價(jià)錢會(huì)降一半。幾十年來(lái)IT行業(yè)的發(fā)展始終遵循著摩爾定律預(yù)測(cè)的速度。

函數(shù)式編程思想介紹

有一篇有趣的文章，或許可以讓你對(duì)函數(shù)式編程有所了解，可以先看看它，稍后再看看對(duì)函數(shù)式的正式定義，函數(shù)式編程圣經(jīng)。

所謂函數(shù)式編程，其實(shí)就是以純函數(shù)的方式編寫代碼，純函數(shù)的定義如下：

純函數(shù)：一個(gè)函數(shù)在程序的執(zhí)行過程中除了根據(jù)輸入?yún)?shù)給出運(yùn)算結(jié)果之外沒用其他影響，就可以說(shuō)是沒有副作用的，我們就可以將這一類函數(shù)稱之為純函數(shù)。

純函數(shù)最核心的目的是為了編寫無(wú)副作用的代碼，它的很多特性，包括不變量，惰性求值等等都是為了這個(gè)目標(biāo)。那什么叫做無(wú)副作用呢？我們用一個(gè)例子來(lái)看看。

咖啡店購(gòu)物的例子 --scala

先來(lái)看一段有副作用（非函數(shù)式）的代碼

class Cafe {
 //用戶購(gòu)買一杯咖啡執(zhí)行的函數(shù)
 def buyCoffee(Cc: CreditCard) : Coffee = {
 val cup = new Coffee()
 //副作用所在，除了返回一杯咖啡，它還去通知信用卡公司扣費(fèi)
 cc.charge(cup.price)
 cup
 }
}

這個(gè)函數(shù)的副作用是什么呢？就是在購(gòu)買了一杯咖啡的時(shí)候使用信用卡去計(jì)費(fèi)，它會(huì)通知信用卡公司去進(jìn)行一系列處理。

這樣會(huì)導(dǎo)致什么問題呢？首先，副作用會(huì)讓這段代碼變成線程不安全。其次，會(huì)讓這段代碼難以測(cè)試，如果想測(cè)試這段代碼的邏輯，就不得不每次都讓信用卡扣費(fèi)。但我們只是想測(cè)試一下邏輯而已，并不想真正扣費(fèi)。再者，當(dāng)你想要一次購(gòu)買多杯咖啡的時(shí)候怎么辦，你只能跳腳。

這時(shí)候我們?cè)倏纯春瘮?shù)式的方式去實(shí)現(xiàn)：

函數(shù)式的咖啡店

case class Charge(cc: CreditCard,amount: Double)
class Cafe{
 def buyCoffee(cc:CreditCard) : (Coffee,Charge) = {
 val cup = new Coffee()
 (cup,Charge(cc,cup.price))
 }
}

看到了嗎，經(jīng)過我們這樣改變之后，函數(shù)變得沒有副作用了。也就是說(shuō)，無(wú)論執(zhí)行這個(gè) buyCoffee 函數(shù)多少次，它只會(huì)返回給我一杯咖啡以及它的價(jià)錢，這樣我們就可以很方便得對(duì)它的邏輯進(jìn)行測(cè)試而不必?fù)?dān)心影響到信用卡。并且它可以安全得運(yùn)行在多線程環(huán)境下。

其實(shí)從面向?qū)ο蟮慕嵌葋?lái)看，這是不是有點(diǎn)像面向?qū)ο罄锩娴囊恍┰O(shè)計(jì)模式呢？這樣做解耦了咖啡和信用卡之間的關(guān)系，在后面添加其他功能的時(shí)候我們可以方便得進(jìn)行組合，比如說(shuō)想要有一個(gè)多杯咖啡計(jì)費(fèi)的功能，如果是用上面那段代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)需求，那么無(wú)疑會(huì)很痛苦。但通過函數(shù)式的方式改編后，一些變得清晰起來(lái)~

從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，函數(shù)式編程其實(shí)也可以是一種編程思維，它無(wú)法幫你立即獲得更好的職位，但卻可以從某種程度上改變你編程的思維，讓你寫出更優(yōu)秀的代碼。

結(jié)語(yǔ)

最近幾年，很多新火起來(lái)的概念，但它們其實(shí)早在上世紀(jì)就已經(jīng)被發(fā)明出來(lái)，無(wú)論時(shí)機(jī)器學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)，Python語(yǔ)言，還是函數(shù)式編程。這是為什么呢？這是因?yàn)檫@些技術(shù)的邊界發(fā)生變化，或者說(shuō)這個(gè)時(shí)代的技術(shù)邊界變了。

每個(gè)時(shí)代都有每個(gè)時(shí)代的技術(shù)邊界，真正的工程師會(huì)知道邊界在哪里，只有外行才會(huì)無(wú)法無(wú)邊。巴菲特說(shuō)他不投資自己不懂的東西，正是因?yàn)樗o自己的劃定了一個(gè)邊界。

蘋果公司能夠成功的一個(gè)重要原因正是因?yàn)樗宄弥罆r(shí)代的邊界，并且能在邊界內(nèi)做到最好。你看蘋果很多產(chǎn)品都具有劃時(shí)代的意義是吧，但其實(shí)那些產(chǎn)品都不是蘋果首創(chuàng)，比如智能手機(jī)，最早是日本公司 DOCOMO 發(fā)明，個(gè)人平板電腦是英國(guó)首先發(fā)明。IPod，MP3 也是韓國(guó)先出品的。蘋果公司用的很多技術(shù)甚至在 30 年前就有了，但為什么直到被發(fā)明出來(lái)才為人們所知？

正是因?yàn)樘O果了解時(shí)代的技術(shù)邊界，并在邊界內(nèi)做到最好。

往小了說(shuō)，當(dāng)我們?cè)趯W(xué)習(xí)新的技術(shù)，或是使用新技術(shù)完成某項(xiàng)工作的時(shí)候，我們一定要直到它的邊界在哪里。往大了說(shuō)，我們應(yīng)該像蘋果一樣，多多思考這個(gè)時(shí)代的技術(shù)邊界在哪里，這樣才不至于陷入無(wú)休止的技術(shù)追趕之中。

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