函数式思考

约定不等于承诺〃 2022-12-27 01:46 122阅读 0赞

## 1.编程范式 ##

*  命令式编程  
    命令式编程的主要思想是关注计算机执行的步骤，即一步一步告诉计算机先做什么再做什么。
    
    比如：如果你想在一个数字集合 collection(变量名) 中筛选大于 5 的数字，你需要这样告诉计算机：  
           (1) 创建一个存储结果的集合变量 results；  
           (2) 遍历这个数字集合 collection；  
           (3) 一个一个地判断每个数字是不是大于 5，如果是就将这个数字添加到结果集合变量 results 中。
    
        List<int> results = new List<int>();
        foreach(var num in collection)
        { 
            if (num > 5)
                  results.Add(num);
        }
 *  声明式编程  
    声明式编程是以数据结构的形式来表达程序执行的逻辑。它的主要思想是告诉计算机应该做什么，但不指定具体要怎么做。
    
        SELECT * FROM collection WHERE num > 5
    
    除了 SQL，网页编程中用到的 HTML 和 CSS 也都属于声明式编程。  
    通过观察声明式编程的代码我们可以发现它有一个特点是它**不需要创建变量用来存储数据**。  
    另一个特点是**它不包含循环控制的代码如 for， while。**
 *  函数式编程  
    函数式编程和声明式编程是有所关联的，因为他们思想是一致的：即只关注做什么而不是怎么做。但函数式编程不仅仅局限于声明式编程。
    
    函数式编程最重要的特点是“函数第一位”，即函数可以出现在任何地方，比如你可以把函数作为参数传递给另一个函数，不仅如此你还可以将函数作为返回值。大部分常见的编程语言一半都已经提供了对这种编程方式的支持，比如 JavaScript，再有 C\# 中的 LINQ 和 Java 中的 Lambda 和闭包的概念。
    
        List<Number> results = collection.stream()
                                         .filter(n -> n > 5)
                                         .collect(Collectors.toList());

## 2.引用透明性 ##

*  “没有可感知的副作用”（不改变对调用者可见的变量、不进行I/O、不抛出异常）
 *  如果一个函数只要传递同样的参数值，总是返回同样的结果
 *  Random.nextInt不是函数式的方法  
    使用Scanner对象从用户的键盘读取输入也违反了引用透明性原则，因为每次调用  
    nextLine时都可能得到不同的结果
 *  引用透明性是理解程序的一个重要属性。它还包含了对代价昂贵或者需长时间计算才能得到  
    结果的变量值的优化（通过保存机制而不是重复计算），我们通常将其称为记忆化或者缓存

## 3.递归和迭代 ##

*  迭代式的阶乘计算
    
        static int factorialIterative(int n) {  
         int r = 1; 
         for (int i = 1; i <= n; i++) {  
         r *= i; 
         } 
         return r; 
        }
 *  递归式的阶乘计算
    
        static long factorialRecursive(long n) {  
         return n == 1 ? 1 : n * factorialRecursive(n-1); 
        }
 *  基于Stream的阶乘
    
        static long factorialStreams(long n){  
         return LongStream.rangeClosed(1, n) 
         .reduce(1, (long a, long b) -> a * b); 
        }
 *  基于“尾-递”的阶乘
    
        static long factorialTailRecursive(long n) {  
         return factorialHelper(1, n); 
        }
        
        static long factorialHelper(long acc, long n) {  
         return n == 1 ? acc : factorialHelper(acc * n, n-1); 
        }