為什么我們需要學(xué)習(xí)函數(shù)式編程？或者說函數(shù)式編程有什么優(yōu)勢？這個系列中我會用 scala 給你講述函數(shù)式編程中的優(yōu)勢，以及一些函數(shù)式的哲學(xué)。不懂 scala 也沒關(guān)系，scala 和 java 是類似的，在每篇的開頭我也會先說明這節(jié)中用到的 scala 語法。

為什么函數(shù)式編程這幾年火起來

如 Python 一樣，函數(shù)式編程（FP，即Functional Programming）也是近幾年才逐漸為人們所知，但它并不是一個多么新的概念。它擁有和面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）幾乎等長的歷史。但縱觀每件事的脈絡(luò)，總是有原因的，函數(shù)式編程這幾年變火的原因是什么呢？

最主要的原因是摩爾定律的逐漸失效，計(jì)算機(jī)的發(fā)展道路趨向于多核 CPU 與分布式的方向。我們經(jīng)常使用的面向?qū)ο缶幊痰膬?yōu)勢在于能夠很好得對要解決的問題領(lǐng)域進(jìn)行建模，但它在多線程編程環(huán)境下的同步阻塞調(diào)用，以及由此帶來的線程安全問題，與函數(shù)式編程天然適合分布式并發(fā)編程的編程方式相比，當(dāng)真相形見絀。而未來明顯是大數(shù)據(jù)的時代，故而函數(shù)式編程只會越加重要，甚至未來可能是函數(shù)式編程的時代。

摩爾定律：1965年，英特爾公司創(chuàng)始人戈登·摩爾提出，在至多10年內(nèi)，集成電路的集成度會每兩年翻一番，即摩爾定律。后來這個周期被縮短到了18個月。也就是說，每隔18個月，計(jì)算機(jī)等IT產(chǎn)品的性能就會翻一番；或者說相同性能的計(jì)算機(jī)等IT產(chǎn)品，每18個月價(jià)錢會降一半。幾十年來IT行業(yè)的發(fā)展始終遵循著摩爾定律預(yù)測的速度。

函數(shù)式編程思想介紹

有一篇有趣的文章，或許可以讓你對函數(shù)式編程有所了解，可以先看看它，稍后再看看對函數(shù)式的正式定義，函數(shù)式編程圣經(jīng)。

所謂函數(shù)式編程，其實(shí)就是以純函數(shù)的方式編寫代碼，純函數(shù)的定義如下：

純函數(shù)：一個函數(shù)在程序的執(zhí)行過程中除了根據(jù)輸入?yún)?shù)給出運(yùn)算結(jié)果之外沒用其他影響，就可以說是沒有副作用的，我們就可以將這一類函數(shù)稱之為純函數(shù)。

純函數(shù)最核心的目的是為了編寫無副作用的代碼，它的很多特性，包括不變量，惰性求值等等都是為了這個目標(biāo)。那什么叫做無副作用呢？我們用一個例子來看看。

咖啡店購物的例子 --scala

先來看一段有副作用（非函數(shù)式）的代碼

class Cafe {
 //用戶購買一杯咖啡執(zhí)行的函數(shù)
 def buyCoffee(Cc: CreditCard) : Coffee = {
 val cup = new Coffee()
 //副作用所在，除了返回一杯咖啡，它還去通知信用卡公司扣費(fèi)
 cc.charge(cup.price)
 cup
 }
}

這個函數(shù)的副作用是什么呢？就是在購買了一杯咖啡的時候使用信用卡去計(jì)費(fèi)，它會通知信用卡公司去進(jìn)行一系列處理。

這樣會導(dǎo)致什么問題呢？首先，副作用會讓這段代碼變成線程不安全。其次，會讓這段代碼難以測試，如果想測試這段代碼的邏輯，就不得不每次都讓信用卡扣費(fèi)。但我們只是想測試一下邏輯而已，并不想真正扣費(fèi)。再者，當(dāng)你想要一次購買多杯咖啡的時候怎么辦，你只能跳腳。

這時候我們再看看函數(shù)式的方式去實(shí)現(xiàn)：

函數(shù)式的咖啡店

case class Charge(cc: CreditCard,amount: Double)
class Cafe{
 def buyCoffee(cc:CreditCard) : (Coffee,Charge) = {
 val cup = new Coffee()
 (cup,Charge(cc,cup.price))
 }
}

看到了嗎，經(jīng)過我們這樣改變之后，函數(shù)變得沒有副作用了。也就是說，無論執(zhí)行這個 buyCoffee 函數(shù)多少次，它只會返回給我一杯咖啡以及它的價(jià)錢，這樣我們就可以很方便得對它的邏輯進(jìn)行測試而不必?fù)?dān)心影響到信用卡。并且它可以安全得運(yùn)行在多線程環(huán)境下。

其實(shí)從面向?qū)ο蟮慕嵌葋砜?，這是不是有點(diǎn)像面向?qū)ο罄锩娴囊恍┰O(shè)計(jì)模式呢？這樣做解耦了咖啡和信用卡之間的關(guān)系，在后面添加其他功能的時候我們可以方便得進(jìn)行組合，比如說想要有一個多杯咖啡計(jì)費(fèi)的功能，如果是用上面那段代碼來實(shí)現(xiàn)需求，那么無疑會很痛苦。但通過函數(shù)式的方式改編后，一些變得清晰起來~

從這個角度來說，函數(shù)式編程其實(shí)也可以是一種編程思維，它無法幫你立即獲得更好的職位，但卻可以從某種程度上改變你編程的思維，讓你寫出更優(yōu)秀的代碼。

結(jié)語

最近幾年，很多新火起來的概念，但它們其實(shí)早在上世紀(jì)就已經(jīng)被發(fā)明出來，無論時機(jī)器學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)，Python語言，還是函數(shù)式編程。這是為什么呢？這是因?yàn)檫@些技術(shù)的邊界發(fā)生變化，或者說這個時代的技術(shù)邊界變了。

每個時代都有每個時代的技術(shù)邊界，真正的工程師會知道邊界在哪里，只有外行才會無法無邊。巴菲特說他不投資自己不懂的東西，正是因?yàn)樗o自己的劃定了一個邊界。

蘋果公司能夠成功的一個重要原因正是因?yàn)樗宄弥罆r代的邊界，并且能在邊界內(nèi)做到最好。你看蘋果很多產(chǎn)品都具有劃時代的意義是吧，但其實(shí)那些產(chǎn)品都不是蘋果首創(chuàng)，比如智能手機(jī)，最早是日本公司 DOCOMO 發(fā)明，個人平板電腦是英國首先發(fā)明。IPod，MP3 也是韓國先出品的。蘋果公司用的很多技術(shù)甚至在 30 年前就有了，但為什么直到被發(fā)明出來才為人們所知？

正是因?yàn)樘O果了解時代的技術(shù)邊界，并在邊界內(nèi)做到最好。

往小了說，當(dāng)我們在學(xué)習(xí)新的技術(shù)，或是使用新技術(shù)完成某項(xiàng)工作的時候，我們一定要直到它的邊界在哪里。往大了說，我們應(yīng)該像蘋果一樣，多多思考這個時代的技術(shù)邊界在哪里，這樣才不至于陷入無休止的技術(shù)追趕之中。

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