Scala学习笔记--函数式编程

一、定义 
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。举例来说，现在有这样一个数学表达式：     
 (1 + 2) * 3 - 4  
传统的过程式编程，可能这样写：

var a = 1 + 2;    

var b = a * 3;    

var c = b - 4;  
函数式编程要求使用函数，我们可以把运算过程定义为不同的函数，然后写成下面这样： 
  var result = subtract(multiply(add(1,2), 3), 4);  这就是函数式编程。

 

二、特点 
函数式编程具有五个鲜明的特点。 

1. 函数是"第一等公民" 
所谓"第一等公民"（first class），指的是函数与其他数据类型一样，处于平等地位，可以赋值给其他变量，也可以作为参数，传入另一个函数，或者作为别的函数的返回值。 
举例来说，下面代码中的print变量就是一个函数，可以作为另一个函数的参数。 

var print = function(i){ console.log(i);};  

[1,2,3].forEach(print);  
  
  
2. 只用"表达式"，不用"语句" 
　　"表达式"（expression）是一个单纯的运算过程，总是有返回值；"语句"（statement）是执行某种操作，没有返回值。函数式编程要求，只使用表达式，不使用语句。也就是说，每一步都是单纯的运算，而且都有返回值。 
　　原因是函数式编程的开发动机，一开始就是为了处理运算（computation），不考虑系统的读写（I/O）。"语句"属于对系统的读写操作，所以就被排斥在外。 
　　当然，实际应用中，不做I/O是不可能的。因此，编程过程中，函数式编程只要求把I/O限制到最小，不要有不必要的读写行为，保持计算过程的单纯性。 

 

3. 没有"副作用" 
所谓"副作用"（side effect），指的是函数内部与外部互动（最典型的情况，就是修改全局变量的值），产生运算以外的其他结果。 

函数式编程强调没有"副作用"，意味着函数要保持独立，所有功能就是返回一个新的值，没有其他行为，尤其是不得修改外部变量的值。 

4. 不修改状态 
　　上一点已经提到，函数式编程只是返回新的值，不修改系统变量。因此，不修改变量，也是它的一个重要特点。 
　　在其他类型的语言中，变量往往用来保存"状态"（state）。不修改变量，意味着状态不能保存在变量中。函数式编程使用参数保存状态，最好的例子就是递归。下面的代码是一个将字符串逆序排列的函数，它演示了不同的参数如何决定了运算所处的"状态"。 

 function reverse(string){
   if(string.length == 0){
     return string;
   }else{  
     return reverse(string.substring(1, string.length)) + string.substring(0, 1);      
   }    
 }

5. 引用透明 
　　引用透明（Referential transparency），指的是函数的运行不依赖于外部变量或"状态"，只依赖于输入的参数，任何时候只要参数相同，引用函数所得到的返回值总是相同的。 
　　有了前面的第三点和第四点，这点是很显然的。其他类型的语言，函数的返回值往往与系统状态有关，不同的状态之下，返回值是不一样的。这就叫"引用不透明"，很不利于观察和理解程序的行为。