问题

如何向一个只有命令式编程背景的人解释函数式编程中的函数?

回答
想象一下,你正在一个繁忙的厨房里。你是一个经验丰富的厨师,习惯于一步一步地发号施令:

“把番茄切片。”
“把洋葱切丁。”
“在锅里放油。”
“把洋葱倒进去,炒香。”
“加入番茄,翻炒。”
“加盐,加胡椒。”
“搅拌均匀。”

这就是命令式编程的风格:你告诉计算机 如何 做事情,按照严格的顺序执行一系列指令。

现在,让我们跳到另一个厨房,这是一个更注重“食材”和“食谱”的厨房。在这里,你不是直接下达指令,而是更像是在描述“一个制作番茄炒蛋的食谱”。

在函数式编程里,“函数”就像这个厨房里的“食谱”。

一个函数,就是一个明确定义的“加工过程”,它接收一些“原材料”(输入),然后根据食谱上的步骤,生成一份“成品”(输出)。

让我更具体地展开说:

1. 接收原材料(输入):
就像你在厨房里需要食材一样,函数也需要“数据”来工作。这些数据被称为函数的“参数”。你可以把参数想象成你要给函数的那几样关键的食材。

比如,一个“切片”函数,它的原材料可能是一个“番茄”和一个“刀”。它接收这两个东西,然后“加工”。

2. 遵循食谱(处理逻辑):
食谱里的每一个步骤,都是函数内部的“处理逻辑”。但是,这里有一个非常重要的区别,这是函数式编程的核心魅力所在:

它不改变原材料本身。 想象一下,如果你有一个“切片”食谱,当你用它来处理一个番茄时,你不会把原来的那个整番茄变成一堆番茄片。你只是用它 制作出 一堆番茄片。原始的那个整番茄,依然是完好无损的。
在函数式编程里,我们称这种特性为“无副作用”。函数不会随意地去改变外部世界,也不会改变自己接收到的那些“原材料”。它只是根据原材料,创造出新的东西。

结果只取决于原材料。 同样的“切片”食谱,如果你给它一个番茄,它就会切出番茄片。如果你给它一个黄瓜,它就会切出黄瓜片。它不会因为今天天气好就切出不同形状的片,也不会因为你心情不好就切得乱七八糟。它的输出,完全由你给它的输入决定。
我们称这种特性为“纯粹性”。一个纯粹的函数,就像一个可靠的仪器,输入一样,输出永远一样。

3. 生成成品(输出):
食谱的最后,你就得到了一份成品,比如切好的番茄片。函数也一样,它会根据你的输入和内部的逻辑,产生一个新的“结果”给你。

举个例子,想象我们有一个“给面条加调料”的函数:

原材料 (输入): 一碗“煮好的面条”,一小撮“盐”,一滴“酱油”。
食谱 (处理逻辑):
不要碰那碗面条本身。
把盐加到面条旁边。
把酱油加到面条旁边。
(这里没有“搅拌”这个动作,因为搅拌可能会改变面条的状态,引入副作用)
成品 (输出): 一份“带有盐和酱油调味的、但面条本身没有被直接触碰或改变过的”面条。

为什么这样做会很厉害?

1. 可预测性: 因为函数不会乱改东西,也不会受外界干扰,你总是知道它会做什么。给它同样的输入,它永远给你同样的输出。这就像你有一个精确的量勺,倒多少粉末,得到的就是多少粉末,不会因为勺子今天有点粘就变少。
2. 易于理解: 每个函数都是一个独立的“小加工厂”,你可以把它看作一个整体,而不需要去跟踪它在整个系统中到处乱改东西。你可以单独研究这个“小加工厂”是怎么运作的,因为它只关心自己的原材料和产出。
3. 易于组合: 你可以把不同的“食谱”像乐高积木一样组合起来。比如,你有一个“切片”食谱,有一个“炒菜”食谱,你可以先用“切片”食谱处理番茄,得到番茄片,然后把这些番茄片作为原材料,交给“炒菜”食谱来处理。整个过程都是原材料的传递和加工,而不是指令的堆砌。

所以,在函数式编程里,你不是指挥一个“执行者”去一步一步地做事,你更像是在“描述”一个“加工过程”,这个过程是独立的、可预测的,而且只关心它接收到的东西和它产生的东西。你可以把这个“加工过程”看作是一个命名好的、可复用的“能力”,你可以随时随地调用它,给它不同的“东西”来处理,而不用担心它会搞砸其他事情。

它是一种更注重“数据转换”和“信息流动”的思维方式,而不是“状态改变”和“指令执行”的思维方式。

网友意见

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函数式里面的函数和面向过程里面的函数很相似,总的来说,函数式里面的函数有三个重要的特征,而这三个特征就是函数的全部:

1、函数有一个参数和一个返回值。

2、无论什么情况下同一个函数对确定的参数始终有同样的的返回值。

3、函数的参数和返回值可以是函数。

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就像数学公式里面那个

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