深入理解函数式编程-优快云博客

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本文探讨了函数式编程的概念，对比了它与命令式编程的区别。函数式编程强调无副作用和引用透明性，有助于提高代码的可推断性、可测试性和模块化。通过实例展示了如何将命令式编程的代码转化为函数式编程风格，以实现更健壮和安全的多线程程序。

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函数式编程的思考

为了要理解什么是函数式编程,我们首先要知道什么不是函数式编程.通常,我们用的最多的编程范式是命令式编程,它由"工作"组成,与计算机的执行方式相同,即运行一行命令,做一件事,然后运行下一行命令.这意味着,当我们使用命令行式编程的时候,抽象地来看,代码中会有一个初始状态,一个转换过程和一个终止状态.

比如,当我们要表示一个a+b的程序,我们会这样表示

if b equals 0 => return a
else => return a plus b

而函数式编程,是由"是什么"的元素来构成的,比如,对于命令式编程,2+3对他来说是执行一个2+3的命令,最后输出5,而对于函数式编程,2+3就是5

或许这样子说会有一点令人迷惑,但是我们会在以后慢慢地清晰这个概念

函数式编程最大的特点就是,他是没有副作用的.具体来说:

换句话来说,FP是一种抽象的黑盒方法的表示.

同时,函数式编程其实是相对的,在一个函数的内部,他的实现可以是命令行式的,但是可以让外部用函数式来进行调用,并且无副作用,那么在外部看来,这个就是一个符合函数式编程的函数

其次,函数式编程是引用透明的,其中包括了

在上面说了这么多的特点,那么,假如我们之前的代码都是用命令行范式来编写的,要如何将其部分模块代码转化为函数式编程呢?

抽象地来看,在命令行编程中,我们需要确定的是初始状态,转化过程和结束过程.在转化过程中,会获取除了初始状态以外的其他输入状态,那么,我们只要把所有输入状态独立出来,单独地将转化过程抽出来,似乎就可以实现函数式的编程了.我们来看一些实际的例子.

public class DonutShop{
	public static Donut buyDonut(CreditCard c){
		Donut d = new Donut();
		c.charge(Donut.price) //1
		return d;
	}
}

在这里,我们模拟了一个刷信用卡购买物品的过程,在这个过程(1)中,我们发现信用卡付款时,不仅会改变信用卡的额度,他还牵涉到了从银行中查询,向银行发送消息等过程.那么我们要怎么改造它呢?

首先我们可以定义一个Payment类,里面存储信用卡信息和账户的额度信息

然后我们需要定义一个Purchase类,里面会存储需要购买的商品,以及付款手段(Payment类对象)

我们将购买这个行为定义成为一个函数

public Tuple<Donut,Payment> buy(CreditCard c){
	Donut d = new Donut();
	Payment p = new Payment(c,Donut,prize);
	return new Tuple<d,p>;
}

这样,我们就把购买行为定义成了一个无副作用的方法了.