学习函数式编程的推荐书籍?

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2016-05-29 · 科技改变生活,生活改变科技。
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1、关于书籍的选择

1)、选择好学习的函数式编程语言后,可以根据自己的情况去一些书店、网上商城(比京东、当当)选择相应编程语言的书籍资料。

2)、如果从思想入手,并且希望学的更深入,个人建议从SICP(《计算机程序的构造和解释》)入手,Scheme语言是思想的锤炼。
3)、如果用户是java程序员,建议看看clojure,这是个极具生产力的语言工具,它运行于java平台上的lisp。twitter的storm就是用它写的。clojure现在已经是黑客领域最耀眼的明星了。最重要的是clojure已经出版了很多本中文教材,可以入手学习了。顺带加上SICP可以加快学习进度。以项目为中心可以选择《Clojure经典实例 功能性编程全面指南》、没有基础的可以选择《Living Clojure》(中文版)、老程序员可以参考《Clojure编程乐趣》中文版 。

4)、如果不为作项目,只是为了提升个人的能力或者编程思想,可以选择haskell语言,这个资料也比较多,无论书籍还是视频、文档等等 。


2、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。


3、函数编程的特点:

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);
    }
  }

由于使用了递归,函数式语言的运行速度比较慢,这是它长期不能在业界推广的主要原因。

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。

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