函数式编程的一些心得与体会
本篇内容主要分为这三个部分。
1.什么是函数式编程 2.如何编写 3.优缺点
什么是函数式编程
首先，到底什么是函数式编程呢？函数式编程跟命令式编程一样，是一种编程范式。命令式关注的是解决问题的步骤，函数式编程关注的内容则是数据之间的映射关系。
举个例子，假如你现在去 Google 面试，面试官让你把二叉树翻转。几乎不假思索，（你啪的一下，很快啊）就写了出来。
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好，我们可以看看这个代码究竟代表着什么？其含义很明确，先判断节点是否为空，然后翻转左子树，然后是右子树，最后左右交换。
这就是命令式编程，你要完成什么事情，就要把能完成这个事情的步骤一一列举，然后让机器去运行这些步骤。
实际上，这也是命令式编程的理论模型——图灵机的特点。一条写满数据的纸带，一个根据纸带上的内容进行运动的机器。 这时候，如何使用函数式编程来实现呢？翻转二叉树本质上是这么一种映射：
F(Tree(left, right)) = Tree(F(right), F(left)); 根据这个思路，我们可以写出这样的代码。
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这段代码同样也能达到翻转二叉树的效果，然而却体现了一种跟命令式不同的思维模式——通过描述“旧树 - 新树”之间的映射。函数式的代码这种“对映射的描述"肯定不仅仅是可以用于表达二叉树。也可以表达各种计算机中的数据结构中的映射。那么该如何进行函数式编程呢？
如何实践
在函数式编程里，以下这三点具有代表性思路。
1.纯函数 2.管理副作用 3.数据不变性
纯函数
首先是纯函数，它基本上都会第一时间出现在各种函数式编程的教材。纯函数的性质只有两个：
1.输出取决于输入参数 2.不产生副作用
多说无谓，举一个简单的例子，假设你在2017年8月份前现在接到了一个财会软件的需求，要求你根据某位员工的工资，计算他的个人所得税。忽略繁杂的五险一金的计算，你可以得到这样一个简单的函数。
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代码中，calculateIncomeTax 这就是一个纯函数，输出只依赖于输入参数（工资）无论你是 5k 还是10k，税收都是从 3.5k 开始计算，只要你的收入一直是这个数，那么这个个税就是不会变的。
管理副作用
接着看，到了2018年8月，你接到通知，工资的起征点从9月份开始有了新的变化，从 3500 变成 5000 。需求很简单，你用键盘飞快地敲出了这样的代码。
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仔细思考一下上面的代码就会发现，上面的代码无法处理边界问题，如果会计在9月份结算8月份的工资，难不成还要修改电脑日期吗？这很明显是一个bug，主要原因是由于引入了包含副作用的 I/O 函数（today），所以会导致输出不再依赖于输入参数，反而依赖于外部时钟，以至于原本的函数脱离了纯函数的范畴。
在这里，需要给出副作用的定义。那么什么是副作用呢？
1.执行 I/O 操作 2.改变输入参数 3.抛出异常 4.全局状态（指函数作用域外的状态）突变
刚刚的问题对应于这里的第一种情况。由于纯函数的输出只能依赖于输入参数，所以，转换一下思路，把产生副作用的内容当作参数传入，这样就让纯函数保持纯洁。today 的本质是通过系统的时钟来获取，那么它的每次调用就会导致全局状态突变。回到问题，其实只要我们把年月作为参数传入即可。
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通过上述函数，无论我在什么时候特点的时间进行运算，只需要带上这位员工工资所在月份和年份，那么即可得到正确的结果。
数据不变性
数据不变性（Immutability）是函数式编程的基石之一，它要求“数据一旦创建就不可被修改”。
假设你在做一个电商后台，需要给订单重新计算总价并清理已下架的商品行：
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这里的问题对应于产生副作用的第二种情况：改变输入参数。
在 recomputeTotal 函数里，我们直接把传进来的 order 对象就地修改：先 splice 掉数量为 0 的订单行，再把计算出的总价写回 order.amount。
这样一来，调用者手里的那份原始数据被悄悄篡改，违背了“数据一旦创建就不可变”的准则；后续任何依赖旧订单的逻辑都会因此产生难以追踪的 Bug，也无法放心地做并发或回溯。
要解决以上问题，只需要计算后返回一个新的订单，可轻松避免这种副作用。
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优缺点
最后，总结一下内容函数式编程的优缺点，函数式编程的好处：
- 更加简洁、易读、易于测试的代码。
- 更好的支持并发。
但是，函数式编程也存在一些不可调和的问题：
- 难以调试的代码（调用栈过长，找不到目标代码，并且容易爆栈）。
- 大部分语言都难以支持一些高级类型（并、或），或类型推倒。
- 无法严格避免共享状态可变。
那么，在认识到这些问题的情况下，函数式编程与业务结合方面，让业务逻辑变成纯函数，变得可预测。而你的数据、和与外部系统的交互这些不可预测的内容，则通过“函数式核心-命令式外壳”的架构模式，把它们隔离在系统的边缘。具体落地时，可以把整个系统想象成一颗洋葱。
最后
文中部分内容引用自以下文章和书籍。
- [1] 什么是函数式思维 - nameoverflow[1]
- [2] 函数式编程的核心思想 - 廖雪峰[2]
- [3] JavaScript函数式编程 - Micheal Fogus
- [4] Haskell 趣学指南 - Miran Lipovaca
References
[2] 函数式编程的核心思想 - 廖雪峰