Cousera 上 Functional Programming Prinples in Scala 的筆記。

編程范式

范式描述了某些科學學科中獨特的概念或者思考模式。

主要的編程范式：

• 命令式編程
• 函數式編程
• 邏輯式編程

與它正交：

• 面向對象編程

命令式編程

• 修改可變變量
• 賦值
• 諸如if-then-else、loops、break、continue、return等的控制結構

簡單來理解，命令式編程就是Von Neumann計算機上的指令序列。

命令式的程序和計算機

• 可變變量 ≈ 內存單元
• 變量解引用 ≈ load指令
• 變量賦值 ≈ store指令
• 控制結構 ≈ jump指令

這在程序規模變大時會出現問題。怎樣才能避免逐字的翻譯式的編程？

John Backus 1978年在Turing Award上的講稿：Can Programming be Liberated from the von. Neumann Style?

Jone Backus是第一個高級語言Fortran的發明者。

規模增大

純命令式編程被Von Neumann所限制：

“One tends to conceptualize data structures word-by-word”

需要其他的方式來定義類似于集合、多項式、幾何圖形、串、文檔等這些高級的抽象。

理想的方法是提出集合、形狀、串等的定理。

什么是定理

定理包括

• 一個或多個數據類型
• 這些類型上的運算符
• 值和運算符之間關系的規則

定理并不描述變化！

定理不包括變化

一個定義兩個多項式的和的例子：

(a * x + b) + (c * x + d) = (x + c) * x + (b + d) 復制代碼

它并沒有定義一個在改變系數的同時保持多項式相等的運算符！

但是在命令式編程中卻可以這樣寫：

class Polynomial { double[] coefficient; } Polynomial p = …; p.coefficient[0] = 42; 復制代碼

（系數coefficient[0]變了但多項式p沒變）

另外一個例子是字符串中的++運算符：

(a ++ b) ++ c = a ++ (b ++ c) 復制代碼

它并沒有定義一個在改變序列元素的同時保持序列相等的運算符！

Java在這兒做的不錯……它的String是不可變的。

對編程的影響

如果想根據它們的數學定理來實現高級概念，那就沒有變化的地方。

• 數學不承認它
• 變化會毀掉定理中有用的規律

因此

• 用函數來表達運算符的定理
• 避免變化
• 有了一個強大的方法來抽象和構造函數

函數式編程

• 在狹義上，函數式編程意味著沒有可變變量，賦值，循環和其他的命令式控制結構
• 在廣義上，函數式編程意味著專注于函數
• 特別是，函數可以是能被產生、消耗和構造的值
• 這在函數式語言中都特別簡單

函數式編程語言

函數是一等公民。

• 在任何地方都可以被定義，包括在另一個函數內部
• 像其他值一樣，可以作為參數傳遞給其他函數，也可以作為值返回
• 像其他值一樣，有一套構造函數的運算符

狹義上的函數式編程語言：

• Pure Lisp, XSLT, XPath, XQuery, FP
• Haskell (without I/O Monad or UnsafPerformIO)

廣義上的函數式編程語言：

• Lisp, Scheme, Racket, Clojure
• SML, Ocaml, F#
• Haskell (full language)
• Scala
• Smalltalk, Ruby

函數式編程語言歷史

• 1959 - Lisp
• 1975-77 - ML, FP, Scheme
• 1978 - Smalltalk
• 1986 - Standard ML
• 1990 - Haskell, Erlang
• 1999 - XSLT
• 2000 - OCaml
• 2003 - scala, XQuery
• 2005 - F#
• 2007 - Clojure

資源

Leaning Resources

總結

以上是生活随笔為你收集整理的函数式编程笔记 01的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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