現(xiàn)代C函數(shù)式編程

　　導(dǎo)讀：本文作者從介紹函數(shù)式編程的概念入手，分析了函數(shù)式編程的表現(xiàn)形式和特性，最終通過(guò)現(xiàn)代C++的新特性以及一些模板云技巧實(shí)現(xiàn)了一個(gè)非常靈活的pipeline，展示了現(xiàn)代C++實(shí)現(xiàn)函數(shù)式編程的方法和技巧，同時(shí)也體現(xiàn)了現(xiàn)代C++的強(qiáng)大威力和無(wú)限可能。

　　概述

　　函數(shù)式編程是一種編程范式，它有下面的一些特征：

　　函數(shù)是一等公民，可以像數(shù)據(jù)一樣傳來(lái)傳去。高階函數(shù)遞歸pipeline惰性求值柯里化偏應(yīng)用函數(shù)

　　C++98/03中的函數(shù)對(duì)象，和C++11中的Lambda表達(dá)式、std：：function和std：：bind讓C++的函數(shù)式編程變得容易。我們可以利用C++11/14里的新特性來(lái)實(shí)現(xiàn)高階函數(shù)、鏈?zhǔn)秸{(diào)用、惰性求值和柯理化等函數(shù)式編程特性。本文將通過(guò)一些典型示例來(lái)講解如何使用現(xiàn)代C++來(lái)實(shí)現(xiàn)函數(shù)式編程。

　　高階函數(shù)和pipeline的表現(xiàn)形式

　　高階函數(shù)就是參數(shù)為函數(shù)或返回值為函數(shù)的函數(shù)，經(jīng)典的高階函數(shù)就是map、filter、fold和compose函數(shù)，比如Scala中高階函數(shù)：

　　map

　　numbers.map（（i： Int） =》 i * 2）

　　對(duì)列表中的每個(gè)元素應(yīng)用一個(gè)函數(shù)，返回應(yīng)用后的元素所組成的列表。

　　filter

　　numbers.filter（（i： Int） =》 i % 2== 0）

　　移除任何對(duì)傳入函數(shù)計(jì)算結(jié)果為false的元素。

　　fold

　　numbers.fold（0）{ （z， i）=》a + i }

　　將一個(gè)初始值和一個(gè)二元函數(shù)的結(jié)果累加起來(lái)。

　　compose

　　val fComposeG= f _compose g _fComposeG（“x”）

　　組合其它函數(shù)形成一個(gè)新函數(shù)f（g（x））。

　　上面的例子中，有的是參數(shù)為函數(shù)，有的是參數(shù)和返回值都是函數(shù)。高階函數(shù)不僅語(yǔ)義上更加抽象泛化，還能實(shí)現(xiàn)“函數(shù)是一等公民”，將函數(shù)像data一樣傳來(lái)傳去或者組合，非常靈活。其中，compose還可以實(shí)現(xiàn)惰性求值，compose的返回結(jié)果是一個(gè)函數(shù)，我們可以保存起來(lái)，在后面需要的時(shí)候調(diào)用。

　　pipeline把一組函數(shù)放到一個(gè)數(shù)組或是列表中，然后把數(shù)據(jù)傳給這個(gè)列表。數(shù)據(jù)就像一個(gè)鏈條一樣順序地被各個(gè)函數(shù)所操作，最終得到我們想要的結(jié)果。它的設(shè)計(jì)哲學(xué)就是讓每個(gè)功能就做一件事，并把這件事做到極致，軟件或程序的拼裝會(huì)變得更為簡(jiǎn)單和直觀。

　　Scala中的鏈?zhǔn)秸{(diào)用是這樣的：

　　s（x）= （1to x）|》 filter（x =》 x % 2 == 0） |》 map （x =》 x * 2）

　　用法和Unix Shell的管道操作比較像，|前面的數(shù)據(jù)或函數(shù)作為|后面函數(shù)的輸入，順序執(zhí)行直到最后一個(gè)函數(shù)。

　　這種管道方式的函數(shù)調(diào)用讓邏輯看起來(lái)更加清晰明了，也非常靈活，允許你將多個(gè)高階函數(shù)自由組合成一個(gè)鏈條，同時(shí)還可以保存起來(lái)實(shí)現(xiàn)惰性求值?，F(xiàn)代C++實(shí)現(xiàn)這種pipeline也是比較容易的，下面來(lái)講解如何充分借助C++11/14的新特性來(lái)實(shí)現(xiàn)這些高階函數(shù)和pipeline。