什么是函数编程

第一章  绪论

 

这一章主要回答有关 F# 和函数编程的一些问题。

 

什么是函数编程？

 

函数编程（FP，Functional programming）是三大编程范式中最古老的。第一个函数编程语言 IPL，是1955年发明，大约比Fortran 早一年；第二个是 LISP，1958 年发明的，比Cobol 早一年。

Fortran 和 Cobol 是命令语言，也叫过程语言。他们在科学计算、事务处理上的立刻成功，使命令语言的优势地位超过 30 年。1970 年代，出现了面向对象（OO，object-oriented）范式，随着面向对象语言的成熟，使得面对对象编程成为今天最流行的范式。

尽管强大的函数编程语言进行了连续开发，比如SML、Objective Caml（OCaml）、APL、Clean等，尤其是类函数编语言（Erlang、Lisp 和 Haskell）已有成功的应用。但是，自1950 年代以来，函数编程一直维持在学术研究阶段，直到最近。命令语言早期的商业成功奠定了它几十年的统治地位。直到企业需要解决复杂计算时，面向对象语言才逐步得到广泛接受。如今，大家终于认识到，函数编程不仅可以解决简单问题，更能解决复杂问题。

纯函数编程把所有程序视为函数的集合，函数接收参数，返回值。它不像命令语言、面向对象编程那样，无副作用，用递归代替循环迭代。函数式程序中的函数与数学上的函数非常类似，因为它们不能改变程序的状态。简单说来，标识符一旦赋值，就不再改变，函数不改变参数值，返回的结果是一个全新的值。其典型的底层实现是这样的：值一旦分配了内存中的一片区域，就不再改变，要计算结果，函数会复制一份，放在另一片区域，然后对复制区域中的值进行操作，而原来的值不受影响，还可以给其他函数使用。直到最终不需要时，值才会被舍弃（这就是垃圾回收机制的雏形）。

纯函数编程的数学基础非常优雅，因此，解决问题，也很优美、简洁。但是，无状态、递归使它在处理许多常见任务时不如其他编程范式方便。F# 最大的优势在于，可以混合使用多种范式，以你自己能用的最方便的方式来解决问题。