函數(shù)式編程

函數(shù)式編程是阿隆佐思想的在現(xiàn)實世界中的實現(xiàn)。不過不是全部的lambda演算思想都可以運用到實際中，因lambda演算在設計的時候就不是為了在各種現(xiàn)實世界中的限制下工作的。所以，就像面向?qū)ο蟮木幊趟枷胍粯?，函?shù)式編程只是一系列想法，而不是一套嚴苛的規(guī)定。有很多支持函數(shù)式編程的程序語言，它們之間的具體設計都不完全一樣。在這里我將用Java寫的例子介紹那些被廣泛應用的函數(shù)式編程思想（沒錯，如果你是受虐狂你可以用Java寫出函數(shù)式程序）。在下面的章節(jié)中我會在Java語言的基礎上，做一些修改讓它變成實際可用的函數(shù)式編程語言。那么現(xiàn)在就開始吧。

Lambda演算在最初設計的時候就是為了研究計算相關的問題。所以函數(shù)式編程主要解決的也是計算問題，而出乎意料的是，是用函數(shù)來解決的?。ㄗg者：請理解原作者的苦心，我想他是希望加入一點調(diào)皮的風格以免讀者在中途睡著或是轉(zhuǎn)臺……）。函數(shù)就是函數(shù)式編程中的基礎元素，可以完成幾乎所有的操作，哪怕最簡單的計算，也是用函數(shù)完成的。我們通常理解的變量在函數(shù)式編程中也被函數(shù)代替了：在函數(shù)式編程中變量僅僅代表某個表達式（這樣我們就不用把所有的代碼都寫在同一行里了）。所以我們這里所說的‘變量’是不能被修改的。所有的變量只能被賦一次初值。在Java中就意味著每一個變量都將被聲明為final（如果你用C++，就是const）。在FP中，沒有非final的變量。

final int i = 5;
final int j = i + 3;

既然FP中所有的變量都是final的，可以引出兩個規(guī)定：一是變量前面就沒有必要再加上final這個關鍵字了，二是變量就不能再叫做‘變量’了……于是現(xiàn)在開始對Java做兩個改動：所有Java中聲明的變量默認為final，而且我們把所謂的‘變量’稱為‘符號’。

到現(xiàn)在可能會有人有疑問：這個新創(chuàng)造出來的語言可以用來寫什么有用的復雜一些的程序嗎？畢竟，如果每個符號的值都是不能修改的，那么我們就什么東西都不能改變了！別緊張，這樣的說法不完全正確。阿隆佐在設計lambda演算的時候他并不想要保留狀態(tài)的值以便稍后修改這些值。他更關心的是基于數(shù)據(jù)之上的操作（也就是更容易理解的“計算”）。而且，lambda演算和圖靈機已經(jīng)被證明了是具有同樣能力的系統(tǒng)，因此指令式編程能做到的函數(shù)式編程也同樣可以做到。那么，怎樣才能做到呢？

事實上函數(shù)式程序是可以保存狀態(tài)的，只不過它們用的不是變量，而是函數(shù)。狀態(tài)保存在函數(shù)的參數(shù)中，也就是說在棧上。如果你需要保存一個狀態(tài)一段時間并且時不時的修改它，那么你可以編寫一個遞歸函數(shù)。舉個例子，試著寫一個函數(shù)，用來反轉(zhuǎn)一個Java的字符串。記住咯，這個程序里的變量都是默認為final的5。

String reverse(String arg) {
    if(arg.length == 0) {
        return arg;
    }
    else {
        return reverse(arg.substring(1, arg.length)) + arg.substring(0, 1);
    }
}

這個方程運行起來會相對慢一些，因為它重復調(diào)用自己6。同時它也會大量的消耗內(nèi)存，因為它會不斷的分配創(chuàng)建內(nèi)存對象。無論如何，它是用函數(shù)式編程思想寫出來的。這時候可能有人要問了，為什么要用這種奇怪的方式編寫程序呢？嘿，我正準備告訴你。