编程范式 --- 函数式编程

定义

函数式编程是种编程方式，它将电脑运算视为函数的计算。函数编程语言最重要的基础是λ演算（lambda calculus），而且λ演算的函数可以接受函数当作输入（参数）和输出（返回值）。--百度百科

简单说，"函数式编程"是一种"编程范式"（programming paradigm），也就是如何编写程序的方法论。

它属于"结构化编程"的一种，主要思想是把运算过程尽量写成一系列嵌套的函数调用。

函数式编程的核心思想是将程序分解为可重用的函数，这些函数接受一个或多个输入，并返回一个输出，而且这个输出仅取决于其输入，不受任何外部状态的影响。这样的函数称为纯函数。函数式编程的另一个重要概念是高阶函数，即接受一个或多个函数作为参数或返回一个函数的函数。

特性

不可变性

函数式编程中的数据结构不可变，这意味着一旦创建了一个数据结构，就不能更改它。任何对数据结构的更改都会返回一个新的数据结构，而不是修改现有的数据结构。这种不可变性使得程序更容易理解、测试和维护，并且可以减少程序中的错误。

延迟计算

在函数式编程中，表达式不会立即被求值，而是在需要时才进行计算。这种特性被称为延迟计算。延迟计算使得程序更加高效，因为它避免了无谓的计算。

函数组合

函数式编程中的函数可以组合成更复杂的函数。这种函数组合特性使得程序更加模块化，可读性更高，并且可以更容易地进行重构和修改。

递归

递归是函数式编程中的重要特性之一。递归是指一个函数调用自身的过程。在函数式编程中，递归通常被用来代替循环。这是因为循环通常涉及到改变状态的迭代，而递归则不会改变状态，因此更符合不可变特性。

高阶函数

在函数式编程中，函数可以作为参数传递给其他函数，也可以作为返回值返回。这种函数可以接受其他函数作为参数或返回另一个函数的特性称为高阶函数特性。高阶函数使得程序更加灵活，可以更容易地进行组合和抽象。

无副作用

函数式编程中的函数应该是没有副作用的，也就是说，它们不应该改变输入参数或任何外部状态。函数的目的是计算结果，而不是改变状态。这种无副作用特性可以使得程序更加可靠和可预测，也更容易进行并行化处理。

优点

可读性高

函数式编程中的代码通常非常清晰、简洁和易于理解。这是因为函数式编程强调函数的组合和复用，避免了重复的代码和状态的改变，使得代码更容易维护和修改。

易于测试

函数式编程中的函数是无状态的，也就是说，它们不会改变任何外部状态。这使得测试更加容易，因为测试不需要考虑状态的变化和副作用。此外，由于函数式编程中的函数通常是纯函数，也就是说，它们只是接受输入并产生输出，因此可以轻松地编写单元测试。

并行化处理

函数式编程中的代码通常没有副作用，这使得它更容易并行化处理。在并行化处理中，代码可以同时处理多个输入，这可以显著提高程序的性能和效率。

模块化

函数式编程中的函数通常很小并且可重用，这使得代码更容易进行模块化。函数的组合和复用可以让代码更易于重构和扩展，也让代码更容易维护。

更少的错误

由于函数式编程中的函数是纯函数，也就是说，它们不会改变任何外部状态，因此可以减少由于状态改变而引起的错误。此外，由于函数式编程中的代码通常更加简单和清晰，也可以减少代码中的错误。

可移植性

函数式编程中的代码通常独立于特定的操作系统和硬件平台，这使得代码更容易移植到不同的环境中。此外，由于函数式编程中的代码通常更加简单和清晰，也可以减少代码在不同环境中的行为差异。