TL; DR
Функциональное программирование - это замыкания и их применение. Если кто-то не сможет показать вам библиотеку закрытия спуска для C, забудьте об использовании C для изучения функционального программирования.
Что такое функциональное программирование?
Кардинальным понятием функционального программирования является понятие замыканий, которое, грубо говоря, охватывает функцию вместе с привязками переменных. Помимо повсеместного использования замыканий, в функциональном программировании есть несколько других отличительных черт, таких как использование рекурсивных функций и неизменяемых значений (оба хорошо взаимодействуют). Эти черты являются культурной проблемой больше, чем что-либо еще, и нет никаких технических препятствий для их использования практически на любом языке, поэтому в своем ответе я остановлюсь на замыканиях: не каждый язык позволяет легко создавать замыкания.
Три иллюстрации полезности замыканий
Типичное использование замыканий - реализация механизмов конфиденциальности. Например, код Javascript - в примерах я выбрал Javascript, потому что это функциональный язык с так называемым «C-подобным синтаксисом», и ваш вопрос предполагает, что вы знакомы с C:
create_counter = function()
{
var x = 0;
var counter = function()
{
++x;
return x;
};
return counter;
}
Затем с
a = create_counter();
b = create_counter();
у нас есть две функции aи bподсчет непересекающихся коллекций. Суть примера в том, что переменные xзахватываются замыканием, определяющим counterзамыкание, и каждый раз, когда возникает новое counterзамыкание is instantiated by the function, it gets its fresh own idea of whatx`.
Другим типичным использованием замыканий является определение частичного применения функций. Предположим, что у нас есть средство отчетности, аналогичное syslogреализации функции
var log = function(priority, message) {
…
};
где аргументы priorityи , messageкак ожидается, будут строки, первый из которых один из "debug", "info"и так далее. Мы можем определить фабрику журналов следующим образом:
var logWithPriority = function(priority) {
return function(message) {
log(priority, message);
};
};
и использовать его для определения специализированных версий нашего средства ведения журнала:
var debug = logWithPriority("debug");
var info = logWithPriority("info");
…
Это очень полезно, потому что вместо написания подверженных ошибкам forциклов вроде этого
for(i = 0; i < journal.length; ++i) {
log("info", journal[i]);
}
мы можем написать чище, короче и намного проще (нет i, это намного лучше):
journal.forEach(logWithPriority("info"));
Третья важная область применения замыканий - реализация отложенной оценки - обратите внимание, что специальная языковая поддержка может обеспечить лучшую реализацию.
Ленивая функция вместо прямого вычисления возвращает замыкание, которое может быть вызвано (или «вынуждено» на жаргоне лени) для выполнения вопроса. Мотивация для этого состоит в том, что он разделяет подготовку вычисления и выполнение вычисления. Практическим примером этого является компиляция регулярных выражений: если программа компилирует много регулярных выражений во время запуска, для запуска потребуется много времени. Если вместо этого мы лениво скомпилируем регулярные выражения и заставим их работать так, как нам нужно, тогда наша программа может быстро запуститься. Конечно, регулярные выражения здесь можно заменить любой структурой, требующей значительного времени инициализации.
Вот как реализовать отложенную оценку с замыканиями. Рассмотрим классическую реализацию функции arrayMax, возвращающей максимум в массиве:
function arrayMax(array) {
return array.reduce(function(a, b) {
return Math.min(a, b);
};
}
Ленивый вариант будет:
function arrayMax(array) {
var memo = null;
function actuallyCompute() {
if(memo === null) {
memo = array.reduce(function(a, b) {
return Math.min(a, b);
});
}
return memo;
}
return actuallyCompute;
}
Возвращаемое значение является замыканием, которое можно использовать для вычисления значения или получения его в другой раз, если оно уже было вычислено.
Используя эти три примера, мы должны быть уверены, что замыкания и их приложения являются ядром функционального программирования.
Вывод
Изучение функционального программирования означает обучение программированию с замыканиями. Как следствие, языки, позволяющие легко манипулировать замыканиями, и особенно частичное применение функций, должны учитываться при поиске языка для изучения функционального программирования. И наоборот, языки, в которых закрытие нельзя легко манипулировать, были бы плохим выбором.