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【教程】函数的教程

用户:火在壶里的狐火在壶里的狐查看:1 回复:1 评论:1 创建时间:2022-05-21T17:42:27


什么是函数? 日常生活中,要完成一件复杂的功能,我们总是习惯把“大功能”分解为多个“小功能”以实现。在编程的世界里,“功能”可称呼为“函数”,因此“函数”其实就是一段实现了某种功能的代码,并且可以供其它代码调用。 函数在编程中的作用:  支持闭包和高阶函数,支持惰性计算(lazyevaluation)。使用递归作为控制流程的机制。加强了引用透明性。没有副作用。我将重点放在在Java语言中使用闭包和高阶函数上,但是首先对上面列出的所有特点做一个概述。  闭包和高阶函数  函数编程支持函数作为第一类对象,有时称为闭包或者仿函数(functor)对象。实质上,闭包是起函数的作用并可以像对象一样操作的对象。与此类似,FP语言支持高阶函数。高阶函数可以用另一个函数(间接地,用一个表达式)作为其输入参数,在某些情况下,它甚至返回一个函数作为其输出参数。这两种结构结合在一起使得可以用优雅的方式进行模块化编程,这是使用FP的最大好处。  惰性计算  除了高阶函数和仿函数(或闭包)的概念,FP还引入了惰性计算的概念。在惰性计算中,表达式不是在绑定到变量时立即计算,而是在求值程序需要产生表达式的值时进行计算。延迟的计算使您可以编写可能潜在地生成无穷输出的函数。因为不会计算多于程序的其余部分所需要的值,所以不需要担心由无穷计算所导致的out-of-memory错误。一个惰性计算的例子是生成无穷Fibonacci列表的函数,但是对第n个Fibonacci数的计算相当于只是从可能的无穷列表中提取一项。  递归  FP还有一个特点是用递归做为控制流程的机制。例如,Lisp处理的列表定义为在头元素后面有子列表,这种表示法使得它自己自然地对更小的子列表不断递归。函数的优点:1.代码简洁,开发快速  函数式编程大量使用函数,减少了代码的重复,因此程序比较短,开发速度较快。  PaulGraham在《黑客与画家》一书中写道:同样功能的程序,极端情况下,Lisp代码的长度可能是C代码的二十分之一。  如果程序员每天所写的代码行数基本相同,这就意味着,"C语言需要一年时间完成开发某个功能,Lisp语言只需要不到三星期。反过来说,如果某个新功能,Lisp语言完成开发需要三个月,C语言需要写五年。"当然,这样的对比故意夸大了差异,但是"在一个高度竞争的市场中,即使开发速度只相差两三倍,也足以使得你永远处在落后的位置。"  2.接近自然语言,易于理解  函数式编程的自由度很高,可以写出很接近自然语言的代码。  前文曾经将表达式(1+2)*3-4,写成函数式语言:  subtract(multiply(add(1,2),3),4)  对它进行变形,不难得到另一种写法:  add(1,2).multiply(3).subtract(4)  这基本就是自然语言的表达了。再看下面的代码,大家应该一眼就能明白它的意思吧:  merge([1,2],[3,4]).sort().search("2")  因此,函数式编程的代码更容易理解。  3.更方便的代码管理  函数式编程不依赖、也不会改变外界的状态,只要给定输入参数,返回的结果必定相同。因此,每一个函数都可以被看做独立单元,很有利于进行单元测试(unittesting)和除错(debugging),以及模块化组合。  4.易于"并发编程"  函数式编程不需要考虑"喵锁"(deadlock),因为它不修改变量,所以根本不存在"锁"线程的问题。不必担心一个线程的数据,被另一个线程修改,所以可以很放心地把工作分摊到多个线程,部署"并发编程"(concurrency)。  请看下面的代码:  vars1=Op1();  vars2=Op2();  vars3=concat(s1,s2);  由于s1和s2互不干扰,不会修改变量,谁先执行是无所谓的,所以可以放心地增加线程,把它们分配在两个线程上完成。其他类型的语言就做不到这一点,因为s1可能会修改系统状态,而s2可能会用到这些状态,所以必须保证s2在s1之后运行,自然也就不能部署到其他线程上了。  多核喵U是将来的潮流,所以函数式编程的这个特性非常重要。  5.代码的热升级  函数式编程没有副作用,只要保证接口不变,内部实现是外部无关的。所以,可以在运行状态下直接升级代码,不需要重启,也不需要停机。Erlang语言早就证明了这一点,它是瑞典爱立信公司为了管理电话系统而开发的,电话系统的升级当然是不能停机的。


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树林归来树林归来

额,格式崩了

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