为什么函数式编程好？

Question

我注意到许多功能编程狂热分子都坚持某些核心概念：

• 避免状态

• 避免可变数据

• 最大限度地减少副作用

• 等...

我不仅仅想知道函数式编程还有什么其他东西，但为什么这些核心思想是好的呢？为什么避免国家和其他方面都很好？

Answer 1

简单的答案是，如果您没有额外的状态需要担心，您的代码更容易理解。更简单的代码更易于维护。您不需要担心特定代码（如函数）之外的事情来修改它。这对测试这样的事情有非常有用的影响。如果您的代码不依赖于某些状态，那么为该代码创建自动化测试会变得更加容易，因为您不必担心初始化某些状态。

拥有无状态代码使得创建线程程序变得更加简单，因为您不必担心同时修改/读取共享数据的两个执行线程。您的线程可以运行独立的代码，这可以节省大量的开发时间。

基本上，避免状态会创建更简单的程序。在某种程度上，存在较少的“移动部件”（即，代码行可以交互的方式），因此这通常意味着代码更可靠并且包含更少的故障。基本上，代码越简单，就越不会出错。对我而言，这是编写无状态代码的本质。

创建无状态的“功能”代码还有很多其他原因，但对我来说，这些代码都归结为简单。

Answer 2

除了@Oleksi所说的，还有另一个重要的事情：参考透明度和事务数据结构。当然，您不需要使用函数式编程语言，但使用它们会更容易。

保证

Purely functional data structures保持不变 - 如果一个函数返回一个树，它将始终是同一个树，所有进一步的转换将创建它的新副本。以这种方式回溯到任何先前版本的数据结构要容易得多，这对许多基本算法都很重要。

Answer 3

通常，函数式编程意味着：

• 鼓励使用（一流）功能
• 不鼓励使用（可变）状态

为什么突变是个问题？想想看：突变是数据结构goto控制流量。也就是说，它允许你以一种相当非结构化的方式任意“跳”到完全不同的东西。因此，它偶尔会有用，但大多数时候对可读性，可测试性和组合性都有害。

Answer 4

一个典型的功能特征是“无子类型”。虽然把它称为一个特征听起来有点奇怪，但它有两个（某种程度上相关）的原因：

• 子类型关系导致一系列不那么明显的问题。如果你不限制自己的单一或混合继承，你最终会遇到钻石问题。更重要的是你必须处理方差（协方差，逆变，不变性），这很快就会变成一场噩梦，特别是对于类型参数（a.k.a.genener）。还有几个原因，即使在OO语言中，您也会听到“首选组合而非继承”这样的陈述。
• 另一方面，如果你只是省略了子类型，你可以对你的类型系统进行更多详细说明，从而可以进行（几乎）完整的类型推断，通常使用Hindley Milner类型推断的扩展来实现。

当然有时你会错过子类型，但是像Haskell这样的语言已经找到了一个很好的答案：类型类，它允许为几个定义一种常见的“接口”（或“一组常用操作”）否则不相关的类型。与OO语言的不同之处在于，类型类可以“之后”定义，而无需触及原始类型定义。事实证明，您可以使用类型类来完成几乎所有可以使用子类型的操作，但是以更灵活的方式（并且不会阻止类型推断）。这就是为什么其他语言开始采用类似的机制（例如Scala中的隐式转换或C＃和Java 8中的扩展方法）