和6岁孩子的函数式编程对话

Posted 2021-04-09 码农翻身

前言： 今天看到Brent写的一篇有趣的文章，分享给大家，尤其适合有孩子的程序员家长。

昨天，我正在读一篇关于函数式编程的学术论文，6岁的儿子朝我走过来，问道：“你在看什么呢？”

我不知道从哪里开始给他解释，于是决定直接了当地回答：“我正在看一个关于自由定理的很长的故事。”

他追问到：“什么是自由定理？”

这该对一个6岁的孩子怎么解释呢？  但是作为一个老师， 我不会在教学挑战面前退缩的。

我想了一会儿，问道：“你知道什么是函数吗？”

他不知道。

“函数有点儿像机器，你可以把一些东西从一端放进去，然后另一端就会出来一些东西。举个例子，你把一个数字放进去，然后比这个数字大1的一个数就会出来，比如你放进去3，出来一个4， 你放进去6，出来一个7 。”

这对他来清晰易懂，于是我继续解释：“函数有类型，类型能告诉我们什么样的东西放进去，什么样的东西取出来。比如你放进去一个数字，取出来一个数字；或者你放进去一个包含几个数字的列表，然后也取出来一个数字。”

他很兴奋地把我打断了：“也许我可以把单词放进去？”

“没错，你可以把单词放进去，再把单词取出来。或者有一个特殊的函数机器，可以让你把函数机器放进去，然后取出一个新的函数机器！”

他倒吸了一口凉气：“一个产生机器的机器！”

“所以，” 我总结道，“自由定理就是你仅仅知道这个函数机器的类型，不知道它内部到底干了啥，但是你现在可以对这个函数机器说一些总是为真的断言。”

很明显，这远远超出了他的认知。不过整个谈话给了我一点灵感。 

“嗨，我想到了一个好主意，” 我说，“咱们来玩一个函数机器游戏吧，我会在脑海中想一个函数机器，你告诉我想放进去什么东西，我告诉你什么东西会从机器中出来，然后你可以猜一猜这个函数机器做了什么事情。”

他立刻喜欢上了这个游戏，这对我是个巨大的“打击”，因为他想一直玩下去。昨天晚上我开车去参加一个派对的时候在玩，我早上冲澡的时候也在玩。

到目前为止，他正确地猜出了这些“函数机器”

这一个对他有点难度：

我意识到在几种情况下，他能理解函数的功能，但是不容易用语言表达出来。 

于是我们对有些做了一些改变，一旦他觉得自己猜出了函数的功能，我们就调换角色， 由我来指定输入，他来根据自己的理解产生输出，看看和我想的对不对。

这个函数机器对他来说出乎意料地难猜（虽然他最终猜对了），他花了很长时间猜测，因为他以为机器会对输入数字做点儿数学运算， 所以总想找到一个“公式”。

他没有想到的是，函数机器可以根本就不关心输入数据。无论你输入什么， 机器的每次的输出都是 6 ！（有趣的是，在我的函数式编程课上，很多学生在做Lambda演算的时候，也对cosntant function非常困惑。）

经过几轮对我的函数机器猜测之后，小家伙也想构造出他的函数让我猜了！有时候他的函数非常棒，有时候确没什么意义。不管怎样，这很有趣 ！

当他最终理解了 这个函数做的事情：

随后，他也想出了这样“复杂的”函数：

我想这是因为他受到了幼儿园课程的启发，在那里他学到了一对儿加起来等于10的数字。

这绝对是我教育孩子最好的时光之一。

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我看完后觉得这游戏非常有趣，也拉着闺女玩了起来。

我们玩了几轮以后，她开始构造函数机器，让我猜。 

可是玩了几个普通的函数以后，小孩子就不按常理出牌了，比如居然给我整了一个返回随机数的函数，这可真不好猜。

还有一个非常有代表性的函数机器：

我说：10 ， 她说 ：1

我说：9，    她说 ：2

我说：33，  她说 ：3

我说：34 ， 她说 ：4

我一下子明白了，她这个函数不是“纯函数”，是有状态的 ！ 

或者无意中搞了一个闭包。 

这可怎么给她解释？！

原文链接：https://byorgey.wordpress.com/2018/05/06/conversations-with-a-six-year-old-on-functional-programming/