函数式编程

函数式编程定义

函数是代码组织的基础；它们存在于所有高阶编程语言中。一般来说，函数式编程意味着使用函数来创建干净且可维护的软件的最佳效果。更具体地说，函数式编程是一组编码方法，通常被描述为一种编程范式。

函数式编程有时被定义为与面向对象编程 (OOP) 和过程式编程相对立。这是一种误导，因为这些方法并不是相互排斥的，而且大多数系统倾向于同时使用这三种方法。

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函数式编程在某些情况下提供了明显的好处，它在许多语言和框架中被大量使用，并且在当前的软件趋势中很突出。它是一个有用且强大的工具，应该成为每个开发人员的概念和语法工具包的一部分。

纯函数

函数式编程的理想是所谓的纯函数。纯函数是一种结果仅取决于输入参数的函数，并且其操作不会引发副作用，即除了返回值之外不产生任何外部影响。

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纯函数的美妙之处在于其架构的简单性。因为一个纯函数被简化为只有参数和返回值（即它的 API），所以它可以被视为一个复杂的死胡同：它与它运行的外部系统的唯一交互是通过定义的 API。

这与 OOP 形成对比，在 OOP 中，对象方法被设计为与对象（对象成员）的状态交互，与过程式代码形成对比，后者通常从函数内部操纵外部状态。

不变性

函数式编程哲学的另一个原则是不在函数外修改数据。实际上，这意味着避免修改函数的输入参数。相反，函数的返回值应该反映完成的工作。这是一种避免副作用的方法。当函数在更大的系统中运行时，它可以更容易地推断函数的影响。

一级功能

除了纯函数理想之外，在实际编码实践中，函数式编程取决于一等函数。一等函数是被视为“事物本身”的函数，能够独立存在并被独立处理。函数式编程试图利用语言支持将函数用作变量、参数和返回值来创建优雅的代码。

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因为一流的函数是如此灵活和有用，即使是像 Java 和 C# 这样的强 OOP 语言也已经转向合并一流的函数支持。这就是 Java 8 支持 Lambda 表达式背后的推动力。

另一种描述一级函数的方法是将函数作为数据。也就是说，可以像任何其他数据一样将第一类函数分配给变量。当您编写时，let myFunc = function(){}您正在使用一个函数作为数据。

高阶函数

接受函数作为参数或返回函数的函数称为高阶函数——对函数进行运算的函数。

近年来，JavaScipt 和 Java 都添加了改进的函数语法。Java 添加了箭头运算符和双冒号运算符。JavaScript 添加了箭头运算符。这些运算符旨在使定义和使用函数更容易，尤其是作为匿名函数内联。匿名函数是在没有给定引用变量的情况下定义和使用的函数。

函数式编程示例：集合

也许函数式编程最突出的例子是处理集合。这是因为能够跨集合中的项目应用功能块是纯函数思想的自然契合。

在 JavaScript 中使用 map() 和匿名函数

let letters = [“a”, “b”, “c”];

console.info( letters.map((x) => x.toUpperCase()) ); // outputs [“A”, “B”, “C”]

这种语法的美妙之处在于代码非常集中。不需要命令式管道，例如循环和数组操作。这段代码清楚地表达了正在做的事情的思考过程。

使用 Java 的箭头运算符可以实现相同的目的

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在 Java 中使用 map() 和匿名函数

import java.util.*;

import java.util.stream.Collectors;

import static java.util.stream.Collectors.toList;

//…

List lower = Arrays.asList(“a”,“b”,“c”);

System.out.println(lower.stream().map(s -> s.toUpperCase()).collect(toList())); // outputs [“A”, “B”, “C”]

使用 Java 8 的流库来执行大写字母列表的相同任务。请注意，核心箭头运算符语法实际上与 JavaScript 相同，它们做同样的事情，即创建一个接受参数、执行逻辑并返回值的函数。（重要的是要注意，如果这样定义的函数体周围缺少大括号，则自动给出返回值。）

继续 Java，考虑双冒号运算符。该运算符允许您引用类上的方法：在本例中，toUpperCase是 String 类上的方法。不同的语法适用于不同的场景。

// …

List upper = lower.stream().map(String::toUpperCase).collect(toList());

在上面的所有三个示例中，您可以看到高阶函数在起作用。map()两种语言中的函数都接受函数作为参数。

换句话说，您可以将函数传递给其他函数（在 Array API 中或以其他方式）作为函数接口。提供者函数（使用参数函数）是通用逻辑的插件。

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