9、深入理解Python函数式编程

深入理解Python函数式编程

1. 编程范式简介

编程是一项复杂的任务，存在多种不同的思考方式，语言范式这一术语常被用于描述程序员在创建程序时所设想的思维模型。到目前为止，我们常用的是命令式范式，该范式将计算机视为处理器和内存的组合，指令（如赋值语句）会对内存进行修改。编程任务就是将语句按正确顺序排列，通过对内存的大量小变换最终产生期望的结果。

不过，这并非思考计算过程的唯一方式，接下来将介绍两种替代模型，它们与命令式范式的区别不在于计算机的操作方式，而在于程序员对编程任务的思考方式。

2. 函数式编程范式

函数式编程并非简单地使用函数进行编程，它是命令式编程范式的一种替代方案。虽然创建函数是函数式编程范式的重要组成部分，但仅仅定义几个函数并不意味着就是在以函数式风格编程。

函数式编程风格的程序的关键特征是通过转换过程创建新值，通常值以列表或字典的形式表示。传统的命令式编程风格通过修改现有数据结构来产生复杂值，即对现有数据结构进行大量小的更改。由于小更改可能伴随着小错误，且小错误可能仅产生极小的影响，因此调试命令式程序可能非常困难。

而函数式程序强调转换而非修改，在更大的规模上进行操作。转换通常更统一，编写和调试也更简单。一旦出现错误，往往更为明显，更容易发现和消除。下面通过具体例子来对比函数式和命令式风格的差异。

3. 转换的常见形式

转换过程可细分为几种常见形式，其中最常见的三种是映射、过滤和归约。
- 映射（Mapping） ：是一种一对一的转换，源中的每个元素都被转换为一个新值，新值被收集到一个集合中，而原始集合保持