18、函数式编程中的纯性、递归与数据结构

函数式编程中的纯性、递归与数据结构

1. 内部纯性与外部纯性

在函数式编程中，即使是“纯”的函数库，也可能会进行内部优化，比如缓存之前计算的值（有时称为记忆化）。例如，如果多次使用相同的 x 值调用 sin(x) ，每次都重新计算相同的值会很浪费。缓存虽然引入了副作用（因为缓存的状态被修改了），但这种缺乏纯性的情况对用户应该是不可见的（除了可能对性能有影响）。实现者有责任保证“契约”，即线程安全和引用透明性。

2. 递归

递归在纯函数式编程中比在命令式编程中扮演着更重要的角色。因为在纯函数式编程中不能有可变的循环计数器，所以递归是实现“循环”的纯方式。

2.1 阶乘计算示例

• Java 命令式循环实现

// src/main/java/progscala2/fp/loops/Factorial.java
package progscala2.fp.loops;
public class Factorial {
    public static long factorial(long l) {
        long result = 1L;
        for (long j = 2L; j <= l; j++) {
            result *= j;
        }
        return result;
    }
    public static void main(String args