[譯] 2017年你應該瞭解的函數式編程

[譯] 2017年你應該瞭解的函數式編程

摘要：本文屬於原創，歡迎轉載，轉載請保留出處：https://github.com/jasonGeng88/blog

原文：https://hackernoon.com/you-should-learn-functional-programming-in-2017-91177148ec00

函數式編程已經存在了很長了時間，早在50年代 Lisp 編程語言的介紹中就有提過。若是你有關注近兩年裏內熱門的 Clojure，Scala，Erlang，Haskell，Elixir 等語言的話，其中都有函數式編程的概念。

那麼到底什麼是函數式編程，爲何每一個人都癡迷於它？在這篇文章中，做者將試圖回答以上問題，而且激起你對函數式編程的興趣。

函數式編程的簡要歷史

正如咱們所說的，早在50年代函數式編程開始以前，Lisp 語言就已經在 IBM 700/7000 系列的科學計算機上運行了。Lisp 引入了不少與咱們如今的函數式編程有關的示例與功能，咱們甚至能夠稱 Lisp 是全部函數式編程語言的鼻祖。

這也是函數式編程中最有趣的方面，全部函數式編程語言都是基於相同的 λ演算，這種簡單數學基礎。

λ演算是圖靈完備的，它是一種通用的計算模型，可用於模擬任何一臺單帶圖靈機。它名字中的希臘字母 lambda（λ），被使用在了 lambda 表達式和 lambda 項綁定函數中的變量中。

λ演算是一個極其簡單但又十分強大的概念。它的核心主要有兩個概念：

• 函數的抽象，經過引入變量來概括得出表達式；

• 函數的應用，經過給變量賦值來對已得出的表達式進行計算；

讓咱們來看個小例子，單參數函數 f，將參數遞增1。

f = λ x. x+1

假設咱們應用函數在數字5上，那麼函數讀取以下：

f(5) => 5 + 1

函數式編程的基本原理

如今，數學知識已經夠了。讓咱們看一下使函數式編程變得強大的特性有哪些？

頭等函數（first-class function）

在函數式編程中，函數是一等公民，意思是說函數能夠賦值給變量，例如在 elixir 中，

double = fn(x) -> x * 2 end

而後咱們能夠以下來調用函數：

double.(2)

高階函數（higher-order function）

高階函數的定義是，接收一個或多個函數變量做爲參數，而後生成的新函數，即爲高階函數。讓咱們再次使用函數 double 來講明這個概念：

double = fn(x) -> x * 2 end 
Enum.map(1..10, double)

這例子中，Enum.map 將一個枚舉列表做爲第一參數，以前定義的函數做爲第二參數；而後將這個函數應用到枚舉中的每個元素，結果爲：

[2,4,6,8,10,12,14,16,18,20]

不可變狀態（Immutable State）

在函數式編程語言中，狀態是不可變的。這意味着一旦一個變量被綁定了一個值，它將不能再被從新定義。這在防止反作用與條件競爭上有明顯的優點，使併發編程更簡單。

和上面同樣，讓咱們使用 Elixir 來講明一下這概念：

iex> tuple = {:ok, "hello"}
{:ok, "hello"}
iex> put_elem(tuple, 1, "world")
{:ok, "world"}
iex> tuple
{:ok, "hello"}

這個例子中，tuple 的值歷來沒有改變過，第三行 put_elem 是返回了一個徹底新的 tuple， 而沒有去修改原有的值。

函數式編程應用

做爲一個程序員，咱們生活在激動人心的時代，雲端的承諾已經兌現。與此同時，咱們每一個人都能獲取史無前例的計算機資源。不幸的是，隨之帶來的擴展性、性能、併發性的需求。

面向對象編程根本不能簡單的解決這些需求，尤爲是在處理併發和並行計算的時候。嘗試添加併發性和並行性，只會使語言增長它的複雜性，以及差的性能表現。

函數式編程在另外一方面是很是適合這些挑戰的，不可變狀態、閉包和高階函數等概念，在對於編寫高度併發和分佈式應用程序而言，它們很是適合。

你能夠經過查看「WhatsApp和Discord」等創業公司的技術資料，找到足夠的證實：

• WhatsApp 僅經過50個使用 Erlang 的開發工程師，就可以支持9億的用戶；

• Discord 以相似的方式使用 Elixir 處理每分鐘超過一百萬次的請求；

這些公司和團隊可以處理這種巨大的增加，要感謝函數式編程的優點。隨着函數式編程獲得愈來愈多的認同，我堅信像 WhatsApp 和 Discord 的例子會愈來愈廣泛。