純函數管道數據流·基本構造方法

純函數管道數據流·基本構造方法

版權全部 © 2018 林鵬程， 保留全部權利。

最近，在微信羣裏介紹純函數管道數據流時，回羣友關於構造方法的提問，整理一下，放這裏。

純函數管道數據流是我在我的項目實踐過程總結創造出來的方法，基於個人知識體系，融合了集成電路、科學化管理思想、大工業流水線思想、函數式編程（FP）、統計學R語言的向量式編程等技術，在系統構造過程當中的抽象、策略選擇判斷過程應用了科學化管理思想、大工業流水線思想來作爲依據，是最契合個人思惟方式的方法，不是象那些FP和OO狂信徒從外來的理論學習、沉迷、洗腦、走火入魔的狀態:-)。

大海航行靠舵手，編程朝着數據走。初始狀態，最終狀態，兩點間直線距離最短。 沿着數據變換造成的數據流，沿途匯流，直至最終狀態，這叫百川東到海、結果導向、直指大道。天下武功，惟快不破。 簡單直接是快速穩定可靠的根本。FP和OO其實全是在走彎路 :-)。

純函數管道數據流方法是使項目純粹由->>塊組成，一個->>塊函數至關於一個集成電路元件（或板），這樣整個項目象個集成電路（或城市水網，或企業制度流程）。代碼示意圖化和象形化 對系統架構邏輯和流程相似所見即所得，對閱讀、理解、優化頗有幫助。每一步都是可測試、可驗證，代碼重用和組合很是的爽，邏輯也很簡潔清晰，系統構造、調試、擴展、維護、使用也能夠引用成熟的集成電路理論。

數據流設計時，要特別注意設立函數輸入輸出的數據規範標準，按大工業標準化生產模式。

由於Clojure語言對純函數管道數據流提供了語言級核心支持，有不少種類的->>宏，寫純函數管道數據流最天然最方便，因此如下內容的代碼用Clojure語言表達。

1.元件：一個->>塊函數至關於一個集成電路元件（或板），利用純函數的輸入輸出特性看成管道（導線）使用。

一個->>塊裏面的一系列函數，最多隻能有一個帶反作用的函數且只能處於末尾。另外，要注意作好數據標準化工做，在出入口檢查，中間就能夠極限裸奔，這樣作簡潔、流暢、穩定、高效。

通常只有在帶反作用的函數裏纔有try-catch異常處理，異常處理是個垃圾機制，我不喜歡try-catch異常機制，使用try-catch異常機制也只是爲了兼容系統外部的庫、語言和平臺的異常機制而已，對外來的只能接受，只能管好本身。在數據流裏，一切用數據解決，能夠接着向下傳遞數據信號表達情況，這種思想相似C語言的錯誤號數據傳遞機制。經典的計算機技術不少是很好的，好比數據結構+算法，錯誤號等。一幫不知所謂的傢伙炒做出FP/OO/異常等一堆垃圾，爲創新而創新，爲paper而創新。

在clojure語言裏，建議函數儘可能設計成參數爲hash-map類型的單參數函數，象R語言大多數函數那樣，能夠設計不少帶默認值的命名參數，有很強的可擴展性。另外，clojure操做hash-map的核心函數不少，操做方便，不只在使用->>宏時能夠不用寫括號，並且參數的造成，校驗，變換與函數調用一體化、一條龍數據流處理。還有clojure解構方便，在函數體內形式參數使用上與通常多參數函數是同樣方便的。

(defn f [x]
  (->> x
       f1
       f2))

(defn f [{:keys [x y] :as m}]
  (->> x
       (f1 y ,)
       f2))

2.分支：一個(cond)或(if)塊做爲一個函數。代碼示意：

(defn f [x]
  (cond
    (= x 1) (f1)
    (= x 2) (f2)
    :else   (f3)))

(defn f2 [x y]
  (-> (> x 2)
      (and , (< y 6))
      (if , 25 30)))

(defn path-combine [s1 s2]
  (cond
    (string/starts-with? s2 "/") 
      s2
    (not (string/ends-with? s1 "/"))
      (-> (string/split s1 #"[\\/]")
          butlast
          (#(string/join "/" %))
          (str , "/")
          (path-combine , s2)) 
    :else  
      (-> (string/join "/" [s1 s2])
          (string/replace ,  #"[\\/]+" "/")))) 

          
3.反饋電路（迴流）：一個尾遞歸函數至關於一個反饋電路。備註：map是批處理，另外也能夠當作相似對一個遊客隊列，在入口重複進行驗票動做，是一個前進動做，不是反饋或迴流。

(defn f [i]
  (if-not (zero? i)
    (f1)
    (-> i dec recur)))

4.分流：至關於併發或並行。例如：對數據進行分塊，並行處理，代碼示意：

(->> data
     (partition n ,)
     (pmap f ,))

(->> [pipe-f1 pipe-f2 pipe-f3]
     (pmap #(% data) ,))

     
5.合流：至關對分流的結果進行reduce，聯合後的代碼示意： 

(->> data
     (partition n ,)
     (pmap f1 ,)
     (reduce f2 ,))   

注1：和其餘數據流的區別：     
之前也曾出現不少數據流思想，但實現和設計都很不理想，從代碼上看與集成電路相差極遠。純函數管道數據流clojure最合適，從語義和表現形式上看，都是最簡單直觀的。下面附帶一個代碼比較連接：

1.個人數據流代碼大概是這個形式：
https://clojureverse.org/t/ho... 
通常是一個->>塊一個函數。

2.對比一下akka的數據流：
https://doc.akka.io/docs/akka... 
咱們能夠看出它們代碼的象形和邏輯上的差距，akka代碼與文章裏的集成電路示意圖形式上差距很大。
更不用說Rxjava那種醜爆的代碼

注2：與ring middleware區別

代碼看起來類似，但理念是本質上的差異。

1.middleware函數的輸入輸出是函數，流轉的是層層打包的函數，是同心圓，middleware調試是很麻煩的。

2.純函數管道數據流輸入輸出是數據，流轉的是數據，是串並聯。

3.我不能認同中間件的理念，和集成電路思想是衝突的。電路里，元件（電路板）是沒法流轉的，只有數據（電流）才能流轉，理解不要有誤差。

注3：本文主講系統構造，不在於精妙的代碼，文章內是僞代碼，整個軟件工程100%由純粹的->>塊構成纔是重點，也是難點, ->>宏使用這種語法不是重點，->>構造系統是一種流程優化，使數據和邏輯分離得很清楚，達到科學、簡單、靈活的架構。不用->>架構的架構數據和邏輯混雜，我稱爲「可怕的泥石流」。

最後，大道至簡，這種系統構造方法看起來方法很簡單，象自由博擊和形意拳同樣，只有基本元件和基本組合方法，須要把基本功練成本能，神而明之、觸之即發、變幻無窮的應用，不要用固定的模式限制本身的想象力，沒有FP和OO那麼多套路和招數，可是對數據抽象和邏輯抽象的要求比FP還要高得多，輔之道法天然、變幻無窮、天馬行空的想像力和創造力。

作一件好事很容易，一生純作好事很難。寫一個純函數管道數據流函數很容易，寫一個100%由純函數管道數據流函數組成的系統很難。

看到能把FP用來工做的人數那麼少，我是不期望本方法能流行，但發表出來，若是能幫助他人開拓思想，有所得益，仍是一件使人快樂的事。