为什么函数式编程好？ [关闭]

Question

我注意到许多函数式编程狂热分子坚持的某些核心概念：

• 回避状态

• 避免可变数据

• 尽量减少副作用

• 等等……

我不只是想知道还有哪些其他东西使函数式编程变得更好，而且为什么这些核心思想是好的？为什么最好避免状态，以及其他？

Answer 1

简单的答案是，如果您无需担心额外的状态，您的代码就更易于推理。更简单的代码更容易维护。您无需担心特定代码（如函数）之外的事情来修改它。这对测试等事情有非常有用的影响。如果您的代码不依赖于某些状态，则为该代码创建自动化测试会变得更加容易，因为您无需担心初始化某些状态。

使用无状态代码还可以更轻松地创建线程程序，因为您无需担心两个执行线程同时修改/读取共享数据。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。

本质上，避免状态会创建更简单的程序。在某种程度上，“移动部分”（即代码行可以交互的方式）更少，因此这通常意味着代码更可靠并且包含更少的错误。基本上，代码越简单，出错的可能性就越小。对我来说，这就是编写无状态代码的本质。

创建无状态的“功能性”代码还有很多其他原因，但对我来说，它们都归结为简单。

Answer 2

除了@Oleksi 所说的之外，还有另一件重要的事情：引用透明性和事务性数据结构。当然，您不需要函数式编程语言来执行此操作，但使用它们会更容易一些。

Purely functional data structures 保证保持不变 - 如果一个函数返回一棵树，它将始终是同一棵树，并且所有进一步的转换都会创建它的新副本。以这种方式回溯到数据结构的任何先前版本要容易得多，这对于许多基本算法很重要。

Answer 3

非常普遍，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？想一想：mutation 之于数据结构就像 goto 之于控制流。即，它允许您以一种相当非结构化的方式任意“跳转”到完全不同的事物。因此，它偶尔有用，但大多数时候对可读性、可测试性和组合性有害。

Answer 4

一个典型的功能特性是“没有子类型化”。虽然将其称为功能听起来有点奇怪，但出于两个（某种程度上相关的）原因：

• 子类型化关系会导致一系列不太明显的问题。如果您不将自己限制为单一或混合继承，那么您最终会遇到菱形问题。更重要的是您必须处理方差（协变、逆变、不变性），这很快就会变成一场噩梦，尤其是对于类型参数（又名泛型）。还有其他几个原因，即使在 OO 语言中，您也会听到诸如“更喜欢组合而不是继承”之类的说法。
• 另一方面，如果您简单地省略子类型，您可以对您的类型系统进行更详细的推理，从而可能进行（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，有时您会错过子类型，但像 Haskell 这样的语言已经找到了解决这个问题的好方法：类型类，它允许为多个类型定义一种通用“接口”（或“通用操作集”）否则不相关的类型。与 OO 语言的不同之处在于类型类可以在“之后”定义，而无需触及原始类型定义。事实证明，你几乎可以用类型类来做任何你可以用子类型做的事情，但是以一种更灵活的方式（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机制的原因（例如 Scala 中的隐式转换或 C# 和 Java 8 中的扩展方法）