Cousera 上 Functional Programming Prinples in Scala 的筆記。

編程范式

范式描述了某些科學(xué)學(xué)科中獨(dú)特的概念或者思考模式。

主要的編程范式：

• 命令式編程
• 函數(shù)式編程
• 邏輯式編程

與它正交：

• 面向?qū)ο缶幊?/li>

命令式編程

• 修改可變變量
• 賦值
• 諸如if-then-else、loops、break、continue、return等的控制結(jié)構(gòu)

簡(jiǎn)單來理解，命令式編程就是Von Neumann計(jì)算機(jī)上的指令序列。

命令式的程序和計(jì)算機(jī)

• 可變變量 ≈ 內(nèi)存單元
• 變量解引用 ≈ load指令
• 變量賦值 ≈ store指令
• 控制結(jié)構(gòu) ≈ jump指令

這在程序規(guī)模變大時(shí)會(huì)出現(xiàn)問題。怎樣才能避免逐字的翻譯式的編程？

John Backus 1978年在Turing Award上的講稿：Can Programming be Liberated from the von. Neumann Style?

Jone Backus是第一個(gè)高級(jí)語言Fortran的發(fā)明者。

規(guī)模增大

純命令式編程被Von Neumann所限制：

“One tends to conceptualize data structures word-by-word”

需要其他的方式來定義類似于集合、多項(xiàng)式、幾何圖形、串、文檔等這些高級(jí)的抽象。

理想的方法是提出集合、形狀、串等的定理。

什么是定理

定理包括

• 一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)類型
• 這些類型上的運(yùn)算符
• 值和運(yùn)算符之間關(guān)系的規(guī)則

定理并不描述變化！

定理不包括變化

一個(gè)定義兩個(gè)多項(xiàng)式的和的例子：

(a * x + b) + (c * x + d) = (x + c) * x + (b + d) 復(fù)制代碼

它并沒有定義一個(gè)在改變系數(shù)的同時(shí)保持多項(xiàng)式相等的運(yùn)算符！

但是在命令式編程中卻可以這樣寫：

class Polynomial { double[] coefficient; } Polynomial p = …; p.coefficient[0] = 42; 復(fù)制代碼

（系數(shù)coefficient[0]變了但多項(xiàng)式p沒變）

另外一個(gè)例子是字符串中的++運(yùn)算符：

(a ++ b) ++ c = a ++ (b ++ c) 復(fù)制代碼

它并沒有定義一個(gè)在改變序列元素的同時(shí)保持序列相等的運(yùn)算符！

Java在這兒做的不錯(cuò)……它的String是不可變的。

對(duì)編程的影響

如果想根據(jù)它們的數(shù)學(xué)定理來實(shí)現(xiàn)高級(jí)概念，那就沒有變化的地方。

• 數(shù)學(xué)不承認(rèn)它
• 變化會(huì)毀掉定理中有用的規(guī)律

因此

• 用函數(shù)來表達(dá)運(yùn)算符的定理
• 避免變化
• 有了一個(gè)強(qiáng)大的方法來抽象和構(gòu)造函數(shù)

函數(shù)式編程

• 在狹義上，函數(shù)式編程意味著沒有可變變量，賦值，循環(huán)和其他的命令式控制結(jié)構(gòu)
• 在廣義上，函數(shù)式編程意味著專注于函數(shù)
• 特別是，函數(shù)可以是能被產(chǎn)生、消耗和構(gòu)造的值
• 這在函數(shù)式語言中都特別簡(jiǎn)單

函數(shù)式編程語言

函數(shù)是一等公民。

• 在任何地方都可以被定義，包括在另一個(gè)函數(shù)內(nèi)部
• 像其他值一樣，可以作為參數(shù)傳遞給其他函數(shù)，也可以作為值返回
• 像其他值一樣，有一套構(gòu)造函數(shù)的運(yùn)算符

狹義上的函數(shù)式編程語言：

• Pure Lisp, XSLT, XPath, XQuery, FP
• Haskell (without I/O Monad or UnsafPerformIO)

廣義上的函數(shù)式編程語言：

• Lisp, Scheme, Racket, Clojure
• SML, Ocaml, F#
• Haskell (full language)
• Scala
• Smalltalk, Ruby

函數(shù)式編程語言歷史

• 1959 - Lisp
• 1975-77 - ML, FP, Scheme
• 1978 - Smalltalk
• 1986 - Standard ML
• 1990 - Haskell, Erlang
• 1999 - XSLT
• 2000 - OCaml
• 2003 - scala, XQuery
• 2005 - F#
• 2007 - Clojure

資源

Leaning Resources

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的函数式编程笔记 01的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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