函数式编程的历史

Posted 2021-02-11

@author chenyun

草稿

定义

函数式编程（英语：functional programming）或称函数程序设计，又称泛函编程，是一种编程范型，它将电脑运算视为数学上的函数计算，并且避免使用程序状态以及易变对象。函数编程语言最重要的基础是λ演算（lambda calculus）。而且λ演算的函数可以接受函数当作输入和输出。

历史

函数式编程中最古老的例子莫过于1958年被创造出来的LISP了。但是要提及函数式编程的例子却不得不从更早的λ演算说起。

是否存在一个通用模型来解决一切计算任务？1936年，阿隆佐·邱奇设计了一个名为lambda演算的形式系统。这个系统实质上是为一个超级机器设计的编程语言。在这种语言里面，函数的参数是函数，返回值也是函数。这种函数用希腊字母lambda（λ），这种系统因此得名。
除了阿隆佐，艾伦·图灵也在进行类似的研究。他设计了一种完全不同的系统（后来被称为图灵机），并用这种系统得出了和阿隆佐相似的答案。到了后来人们证明了图灵机和lambda演算的能力是一样的。有关lambda演算的支持请查阅维基百科

1949年第一台电子离散变量自动计算机诞生并取得了巨大的成功。它是冯·诺伊曼设计架构的第一个实例，也是一台现实世界中实现的图灵机。到了50年代末，一个叫John McCarthy的MIT教授（他也是普林斯顿的硕士）对阿隆佐的成果产生了兴趣。1958年他发明了一种列表处理语言（Lisp），这种语言是一种阿隆佐lambda演算在现实世界的实现，而且它能在冯·诺伊曼计算机上运行！很多计算机科学家都认识到了Lisp强大的能力。1973年在MIT人工智能实验室的一些程序员研发出一种机器，并把它叫做Lisp机。于是阿隆佐的lambda演算也有自己的硬件实现了！

特点概述

在函数式语言中，函数(lambda 演算)作为一等公民，可以在任何地方定义，在函数内或函数外，可以作为函数的参数和返回值，可以对函数进行组合。

函数式编程中的函数这个术语不是指计算机中的函数（实际上是Subroutine 子程序），而是指数学中的函数，即自变量的映射。也就是说一个函数的值仅决定于函数参数的值，不依赖其他状态。比如sqrt(x)函数计算x的平方根，只要x不变，不论什么时候调用，调用几次，值都是不变的。

与函数式编程对应的是命令式编程，命令式编程是面向计算机硬件的抽象，有变量（对应着存储单元），赋值语句（获取，存储指令），表达式（内存引用和算术运算）和控制语句（跳转指令）.

命令式程序就是一个冯诺依曼机的指令序列.

常见语言和函数式编程

对比

	命令式范式(OOP)	函数式范式
一切都是对象	第一等公民是函数
抽象和封装	带有闭包的Lambdas/Anonymous函数
有副作用	无副作用的调用
核心活动是组合和对象，这是通过加入新的方法实现的	核心活动是编写新的函数。
着重于数据和状态	不变性，大部分无态处理，没有状态和变量
基于图灵机	基于lambda演算

　面向对象和面向函数一直在争论，实际上纯粹的OOP和纯粹的FP都是极端的。

• 对于OOP来讲：存在的并一定都是对象，函数就不是对象
• 对于FP来说：存在的并不总是纯粹的，副作用总是真实存在

函数式中将超过计算的东西叫做副作用，因为文件读写，打印，随机数，这些东西都不是纯的计算过程，而是涉及到外部世界的交互，依赖于机器，不在理论的范畴。这些是不可避免的，因此副作用总是真实存在的。

但总的来说函数式编程是不可避免的潮流

最后

1. 任何编程语言中都没有什么魔法或者万灵丹药，使其使用者成为好的程序员。
2. 不要让世界适应你的模型。让你的模型适应世界。

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