Scala函數式編程指南（一） 函數式思想介紹

爲何咱們須要學習函數式編程？或者說函數式編程有什麼優點？這個系列中我會用 scala 給你講述函數式編程中的優點，以及一些函數式的哲學。不懂 scala 也不要緊，scala 和 java 是相似的，在每篇的開頭我也會先說明這節中用到的 scala 語法。

爲何函數式編程這幾年火起來

如 Python 同樣，函數式編程（FP，即Functional Programming）也是近幾年才逐漸爲人們所知，但它並非一個多麼新的概念。它擁有和麪向對象編程（OOP）幾乎等長的歷史。但縱觀每件事的脈絡，老是有緣由的，函數式編程這幾年變火的緣由是什麼呢？

最主要的緣由是摩爾定律的逐漸失效，計算機的發展道路趨向於多核 CPU 與分佈式的方向。咱們常用的面向對象編程的優點在於可以很好得對要解決的問題領域進行建模，但它在多線程編程環境下的同步阻塞調用，以及由此帶來的線程安全問題，與函數式編程自然適合分佈式併發編程的編程方式相比，當真相形見絀。而將來明顯是大數據的時代，故而函數式編程只會越加劇要，甚至將來多是函數式編程的時代。

摩爾定律：1965年，英特爾公司創始人戈登·摩爾提出，在至多10年內，集成電路的集成度會每兩年翻一番，即摩爾定律。後來這個週期被縮短到了18個月。也就是說，每隔18個月，計算機等IT產品的性能就會翻一番；或者說相同性能的計算機等IT產品，每18個月價錢會降一半。幾十年來IT行業的發展始終遵循着摩爾定律預測的速度。

函數式編程思想介紹

有一篇有趣的文章，或許可讓你對函數式編程有所瞭解，能夠先看看它，稍後再看看對函數式的正式定義，函數式編程聖經。

所謂函數式編程，其實就是以純函數的方式編寫代碼，純函數的定義以下：

純函數：一個函數在程序的執行過程當中除了根據輸入參數給出運算結果以外沒用其餘影響，就能夠說是沒有反作用的，咱們就能夠將這一類函數稱之爲純函數。

純函數最核心的目的是爲了編寫無反作用的代碼，它的不少特性，包括不變量，惰性求值等等都是爲了這個目標。那什麼叫作無反作用呢？咱們用一個例子來看看。

咖啡店購物的例子 --scala

先來看一段有反作用（非函數式）的代碼

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

這個函數的反作用是什麼呢？就是在購買了一杯咖啡的時候使用信用卡去計費，它會通知信用卡公司去進行一系列處理。

這樣會致使什麼問題呢？首先，反作用會讓這段代碼變成線程不安全。其次，會讓這段代碼難以測試，若是想測試這段代碼的邏輯，就不得不每次都讓信用卡扣費。但咱們只是想測試一下邏輯而已，並不想真正扣費。再者，當你想要一次購買多杯咖啡的時候怎麼辦，你只能跳腳。

這時候咱們再看看函數式的方式去實現：

函數式的咖啡店

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，通過咱們這樣改變以後，函數變得沒有反作用了。也就是說，不管執行這個 buyCoffee 函數多少次，它只會返回給我一杯咖啡以及它的價錢，這樣咱們就能夠很方便得對它的邏輯進行測試而沒必要擔憂影響到信用卡。而且它能夠安全得運行在多線程環境下。

其實從面向對象的角度來看，這是否是有點像面向對象裏面的一些設計模式呢？這樣作解耦了咖啡和信用卡之間的關係，在後面添加其餘功能的時候咱們能夠方便得進行組合，好比說想要有一個多杯咖啡計費的功能，若是是用上面那段代碼來實現需求，那麼無疑會很痛苦。但經過函數式的方式改編後，一些變得清晰起來~

從這個角度來講，函數式編程其實也能夠是一種編程思惟，它沒法幫你當即得到更好的職位，但卻能夠從某種程度上改變你編程的思惟，讓你寫出更優秀的代碼。

結語

最近幾年，不少新火起來的概念，但它們其實早在上世紀就已經被髮明出來，不管時機器學習，深度學習，Python語言，仍是函數式編程。這是爲何呢？這是由於這些技術的邊界發生變化，或者說這個時代的技術邊界變了。

每一個時代都有每一個時代的技術邊界，真正的工程師會知道邊界在哪裏，只有外行纔會沒法無邊。巴菲特說他不投資本身不懂的東西，正是由於他給本身的劃定了一個邊界。

蘋果公司可以成功的一個重要緣由正是由於它清楚得知道時代的邊界，而且能在邊界內作到最好。你看蘋果不少產品都具備劃時代的意義是吧，但其實那些產品都不是蘋果獨創，好比智能手機，最先是日本公司 DOCOMO 發明，我的平板電腦是英國首先發明。IPod，MP3 也是韓國先出品的。蘋果公司用的不少技術甚至在 30 年前就有了，但爲何直到被髮明出來才爲人們所知？

正是由於蘋果瞭解時代的技術邊界，並在邊界內作到最好。

往小了說，當咱們在學習新的技術，或是使用新技術完成某項工做的時候，咱們必定要直到它的邊界在哪裏。往大了說，咱們應該像蘋果同樣，多多思考這個時代的技術邊界在哪裏，這樣纔不至於陷入無休止的技術追趕之中。