第二章函数编程的核心概念

本章介绍

■了解概念和基础

■不可变数据编程

■函数式代码的推论

■函数式值和数据类型

如果你问三个函数程序员，什么是函数范式最基本的方面，很可能有三个不同的答案。原因是函数编程已经存在很长时间了，各种不同的编程语言应用范围很广泛；每种语言强调的重点不同，但对于其他的语言来说，可能并不重要；但其中的大部分概念在所有的函数式语言中都有所表现。

本章的中央部分侧重于这些共同的概念，探讨函数式程序员工具集的基本特征和技术。我们将宏观地研究这些概念，你将看到如何组合起来，形成连续的方式解决问题。

我们首选讨论函数式程序如何表示、改变程序状态。在面向对象编程中，状态由对象承载，而在函数编程中，函数和数据类型担趣了这个关键角色；接下来，我们会看到支持声明式编程风格的语言功能，我们在第一章曾介绍过；最后，我们将讨论类型，看类型是如何帮助验证程序正确性的。这个方面不是所有函数语言都支持的，但却是许多语言的核心（包括 OCaml、F# 和 Haskell）。这种类型检查非常先进，在许多方面不同于 C# 中使用过的。

我们还不会过多地进行编程，只是大致了解一些主要概念，以及有关函数程序的更好感觉。补充材料“接下来本章讲什么？”给出了本章结构的概览。我们在第一章讨论过一些概念，但只关注结论，在本章，我们会分析其原理。

接下来本章讲什么？

第一章，我们关注两个概念：不可变性和声明式风格，这里，我们将介绍一些使其成为可能的语言功能；还将讨论类型，这是这本书中的另一个基本概念。

在 2.1 节，我们将首先讲一点函数编程的题外话，探讨一下其数学背景。阅读这一节不是必须的，但可能很有意义，因为它说明了许多概念的源头；之后，将回到更具体的函数编程，讨论不可变的数据结构，以及如何用来写程序（2.2.3 节）；在 2.3.2 节，我们先看一下用函数语言写声明式代码的基本功能，比如高阶函数（higher-order function）；我们还会看到，在 F# 中，类型如何防止许多常见的编程错误（2.4.4节）。

这一章我们关注函数编程的概念。首先探究其理论基础，会忽略所有的细节，使用一个简单的示例来解释核心概念。