編程范式有多種類型，每種范式都有自己的目標(biāo)和優(yōu)勢。函數(shù)式編程就是其中之一，它建立在堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)之上。在這里，我們將介紹函數(shù)式編程語言的特點和優(yōu)缺點，如果大家有關(guān)于函數(shù)式編程的其他疑問，可以隨時詢問我們的專業(yè)顧問哦。

1.什么是函數(shù)式編程?

函數(shù)式編程是一種編程范式，其中函數(shù)的組合成為開發(fā)的主要驅(qū)動力。它是一種聲明式編程風(fēng)格，重點在于需要解決什么問題，而不是如何解決。

20 世紀(jì) 50 年代開發(fā)的第一種高級函數(shù)式編程語言是 LISP。這種語言為現(xiàn)代函數(shù)式編程語言的許多功能奠定了基礎(chǔ)。幾十年來，新的語言和概念不斷被引入，從而產(chǎn)生了我們今天所知的函數(shù)式編程的許多優(yōu)點。

還應(yīng)注意的是，存在 "純函數(shù)式編程 "和 "非純函數(shù)式編程 "的概念。確切的區(qū)別很難界定，但當(dāng)使用其他范式的方法時，就會使用不純函數(shù)范式這一術(shù)語。在這個問題上還沒有明確的共識。

二、函數(shù)式編程的特點

1.凈函數(shù)

純函數(shù)有兩個重要特性：

它們總是用相同的參數(shù)返回相同的結(jié)果，與其他因素?zé)o關(guān)。這一特性也稱為不變性。

它們是確定的。純函數(shù)要么產(chǎn)生結(jié)果，要么改變參數(shù)或全局變量，即沒有副作用。

由于純函數(shù)沒有副作用或隱藏輸入/輸出，因此使用函數(shù)示例創(chuàng)建的程序很容易調(diào)試。此外，純函數(shù)還能讓編寫并行程序變得更容易。

如果采用函數(shù)式編程風(fēng)格編寫代碼，功能強大的編譯器可以保存結(jié)果、并行處理指令、等待結(jié)果評估。

2.檢索

在函數(shù)式編程范式中，沒有 for 循環(huán)和 while 循環(huán)。相反，這些語言使用遞歸。遞歸由遞歸函數(shù)實現(xiàn)，這些函數(shù)被反復(fù)調(diào)用，直到達(dá)到基本情況。

3.參照透明度

函數(shù)式編程語言中的變量一旦定義，就不能再改變其存儲的值。這就是所謂的引用透明。它能確保相同的語言表達(dá)產(chǎn)生相同的結(jié)果。

函數(shù)式編程中不推薦使用賦值運算符。在使用函數(shù)范式開發(fā)的程序中，必須定義新的變量來存儲額外的值。在這樣的程序中，變量的狀態(tài)在任何時候都是固定的。

由于任何變量都可以在程序執(zhí)行的任何時候被其實際值替換，因此參考透明性消除了出現(xiàn)不良結(jié)果的絲毫可能性。

4. 函數(shù)是一階的，也可以是高階的

在函數(shù)式編程中，函數(shù)被視為變量。這使得函數(shù)成為一等函數(shù)。它們可以作為參數(shù)傳遞給其他函數(shù)、由函數(shù)返回或存儲在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。高階函數(shù)是一種接受其他函數(shù)作為參數(shù)和/或返回函數(shù)的函數(shù)。在關(guān)聯(lián)編程語言中，一階函數(shù)可以是高階函數(shù)。

5.不變函數(shù)

變量是不可變的，即初始化后不能更改。不過，我們可以創(chuàng)建一個新變量。變量的不變性有助于確保變量的狀態(tài)在整個程序中保持不變。

三、函數(shù)式編程的優(yōu)點

函數(shù)式編程的優(yōu)點如下所示：

易懂：純函數(shù)不改變狀態(tài)，完全依賴于輸入數(shù)據(jù)，因此易于理解。

并發(fā)性：由于純函數(shù)避免改變自身之外的變量或數(shù)據(jù)，因此更容易實現(xiàn)并發(fā)性。

多用途評估：上下文編程鼓勵懶評估，即只有在需要時才評估和存儲值。

調(diào)試和測試更容易：干凈函數(shù)只接收一次參數(shù)，并產(chǎn)生不可變的輸出。不可更改的操作和沒有隱藏的輸出使得調(diào)試和測試更容易。

四、函數(shù)式編程的缺點

與其他編程范式一樣，函數(shù)式編程也有缺點。這些缺點如下：

可能降低性能：不變值與遞歸相結(jié)合可能導(dǎo)致性能降低。

編碼困難： 雖然編寫純函數(shù)很容易，但要將它們與其他應(yīng)用程序和 I/O 函數(shù)結(jié)合起來卻很困難。

缺乏循環(huán)也是一個挑戰(zhàn)： 編寫遞歸式程序而不是循環(huán)程序可能具有挑戰(zhàn)性。

五、函數(shù)式編程的應(yīng)用

一般來說，函數(shù)式編程常用于注重并發(fā)性或并行性以及執(zhí)行數(shù)學(xué)計算的應(yīng)用程序。函數(shù)式編程語言一般用于學(xué)術(shù)目的，而不是商業(yè)軟件開發(fā)。不過，Clojure、Erlang、F#、Haskell 和 Racket 等幾種領(lǐng)先的函數(shù)式語言被用于開發(fā)各種商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用程序。

例如，WhatsApp 使用遵循函數(shù)式編程范式的 Erlang 編程語言來管理超過 15 億人的數(shù)據(jù)。

函數(shù)式編程的另一個重要支持者是 Haskell，F(xiàn)acebook 在其反垃圾郵件系統(tǒng)中使用了 Haskell。即使是最廣泛使用的編程語言之一 JavaScript，也顯示出動態(tài)、標(biāo)準(zhǔn)化函數(shù)式語言的特點。

此外，函數(shù)式編程風(fēng)格對于不同編程語言在不同領(lǐng)域取得成功至關(guān)重要--例如，R 在統(tǒng)計領(lǐng)域，J、K 和 Q 在金融分析領(lǐng)域。特定領(lǐng)域的聲明式語言(如 Lex/Yacc 和 SQL)也使用函數(shù)式編程語言來避免變量值。

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