深入理解函數(shù)式編程（下）

函數(shù)式編程是一種歷史悠久的編程范式。作為演算法，它的歷史可以追溯到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)誕生之前的λ演算，本文希望帶大家快速了解函數(shù)式編程的歷史、基礎(chǔ)技術(shù)、重要特性和實(shí)踐法則。

在內(nèi)容層面，主要使用JavaScript語(yǔ)言來(lái)描述函數(shù)式編程的特性，并以演算規(guī)則、語(yǔ)言特性、范式特性、副作用處理等方面作為切入點(diǎn)，通過大量演示示例來(lái)講解這種編程范式。同時(shí)，文末列舉比較一些此范式的優(yōu)缺點(diǎn)，供讀者參考。

1. 前文回顧

2. 本文簡(jiǎn)介

3. 副作用處理：?jiǎn)巫覯onad，一種不可避免的抽象

3.1 什么是Monad？

3.2 范疇、群、幺半群

3.3 Monad范疇：定律、折疊和鏈

3.4 Maybe和Either

3.5 IO的處理方式

4. 函數(shù)式編程的應(yīng)用

4.1 設(shè)計(jì)一個(gè)請(qǐng)求模塊

4.2 設(shè)計(jì)一個(gè)輸入框

4.3 超長(zhǎng)文本省略：Ramdajs為例

5. 函數(shù)式編程庫(kù)、語(yǔ)言

6. 總結(jié)

6.1 優(yōu)點(diǎn)

6.2 不足

7. FAQ

1. 前文回顧

在上篇中，我們分析了函數(shù)式編程的起源和基本特性，并通過每一個(gè)特性的示例來(lái)演示這種特性的實(shí)際效果。首先，函數(shù)式編程起源于數(shù)理邏輯，起源于λ演算，這是一種演算法，它定義一些基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后通過歸約和代換來(lái)實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而函數(shù)本身也是它的一種數(shù)據(jù)。其次，我們探討了很多函數(shù)式編程的特性，比如：

First Class

純函數(shù)

引用透明

表達(dá)式

高階函數(shù)

柯里化

函數(shù)組合

point-free

...

但我們也指出了一個(gè)實(shí)際問題：不能處理副作用的程序是毫無(wú)意義的。我們的計(jì)算機(jī)程序隨時(shí)都在產(chǎn)生副作用。我們程序里面有大量的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、多媒體輸入輸出、內(nèi)部狀態(tài)、全局狀態(tài)等，甚至在提倡“碳中和”的今天，電腦的發(fā)熱量也是一個(gè)不容小覷的副作用。那么我們應(yīng)該如何處理這些問題呢？

2. 本文簡(jiǎn)介

本文通過深入函數(shù)式編程的副作用處理及實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，提供一個(gè)學(xué)習(xí)和使用函數(shù)式編程的視角給讀者。一方面，這種副作用管理方式是一種高級(jí)的抽象形式，不易理解；另一方面，我們?cè)趯W(xué)習(xí)和使用函數(shù)式編程的過程中，幾乎都會(huì)遇到類似的副作用問題需要解決，能否解決這個(gè)問題也決定了一門函數(shù)式編程語(yǔ)言最終是否能走上成功。

本文主要分為三個(gè)部分：

副作用處理方式

函數(shù)式編程的應(yīng)用

函數(shù)式編程的優(yōu)缺點(diǎn)比較

3. 副作用處理：?jiǎn)巫覯onad，一種不可避免的抽象

上面說的，都是最基礎(chǔ)的JavaScript概念+函數(shù)式編程概念。但我們還留了一個(gè)“坑”。

如何去處理IO操作？

我們的代碼經(jīng)常在和副作用打交道，如果要滿足純函數(shù)的要求，幾乎連一個(gè)需求都完成不了。不用急，我們來(lái)看一下React Hooks。React Hooks的設(shè)計(jì)是很巧妙的，以u(píng)seEffect為例：

圖 43

在函數(shù)組件中，useState用來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)，在使用useEffect的時(shí)候，我們需要掛載這個(gè)state到第二個(gè)參數(shù)，而第一個(gè)參數(shù)給到的運(yùn)行函數(shù)在state變更的時(shí)候被調(diào)用，被調(diào)用時(shí)得到最新的state。

這里面有一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換：

圖 44

React Hooks給我們的啟發(fā)是，副作用都被放到一個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)里面去被動(dòng)觸發(fā)，形成一個(gè)單向的數(shù)據(jù)流動(dòng)。而實(shí)際上，函數(shù)式編程語(yǔ)言確實(shí)也是這么做的，把副作用包裹到一個(gè)特殊的函數(shù)里面。

如果一個(gè)函數(shù)既包含了我們的值，又封裝了值的統(tǒng)一操作，使得我們可以在它限定的范圍內(nèi)進(jìn)行任意運(yùn)算，那么，我們稱這種函數(shù)類型為Monad。Monad是一種高級(jí)別的思維抽象。

3.1 什么是Monad？

先思考一個(gè)問題，下面兩個(gè)定義有什么區(qū)別？

圖 45

num1是數(shù)字類型，而num2是對(duì)象類型，這是一個(gè)直觀的區(qū)別。

不過，不僅僅如此。利用類型，我們可以做更多的事。因?yàn)樽鳛閿?shù)字的num1是支持加減乘除運(yùn)算的，而num2卻不行，必須要把它視為一個(gè)對(duì)象{val: 2}，并通過屬性訪問符num2.val才能進(jìn)行計(jì)算num2.val + 2。但我們知道，函數(shù)式編程是不能改變狀態(tài)的，現(xiàn)在為了計(jì)算num2.val被改變了，這不是我們期望的，并且我們使用屬性操作符去讀數(shù)據(jù)，更像是在操作對(duì)象，而不是操作函數(shù)，這與我們的初衷有所背離。

現(xiàn)在我們把num2當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)，并假設(shè)存在一個(gè)方法fmap可以操作這個(gè)數(shù)據(jù)，可能是這樣的。

圖 46

得到的還是對(duì)象，但操作通過一個(gè)純函數(shù)addOne去實(shí)現(xiàn)了。

上面這個(gè)例子里面的Num，實(shí)際上就是一個(gè)最簡(jiǎn)單的Monad，而fmap是屬于Functor（函子）的概念。我們說函數(shù)就是從一個(gè)數(shù)據(jù)到另一個(gè)數(shù)據(jù)的映射，這里的fmap就是一個(gè)映射函數(shù)，在范疇論里面叫做態(tài)射（后面講解）。

由于有一個(gè)包裹的過程，很多人會(huì)把Monad看作是一個(gè)盒子類型。但Monad不僅是一個(gè)盒子的概念，它還需要滿足一些特定的運(yùn)算規(guī)律（后面涉及）。

但是我們直接使用數(shù)字的加減乘除不行嗎？為什么一定要Monad類型？

首先，fmap的目的是把數(shù)據(jù)從一個(gè)類型映射到另一個(gè)類型，而JavaScript里面的map函數(shù)實(shí)際上就是這個(gè)功能。

圖 47

我們可以認(rèn)為Array就是一個(gè)Monad實(shí)現(xiàn)，map把Array類型映射到Array類型，操作仍然在數(shù)組范疇，數(shù)組的值被映射為新的值。如果用TypeScript來(lái)表示，會(huì)不會(huì)更清晰一點(diǎn)？

圖 48

看起來(lái)Monad只是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了fmap的對(duì)象（Functor類型，mappable接口）而已。但Monad類型不僅是一個(gè)Functor，它還有很多其他的工具函數(shù)，比如：

bind函數(shù)

flatMap函數(shù)

liftM函數(shù)

這些概念在學(xué)習(xí)Haskell時(shí)可以遇到，本文不作過多提及。這些額外的函數(shù)可以幫助我們操作被封裝起來(lái)的值。

3.2 范疇、群、幺半群

范疇論是一種研究抽象數(shù)學(xué)形式的科學(xué)，它把我們的數(shù)學(xué)世界抽象為兩個(gè)概念：

對(duì)象

態(tài)射

為什么說這是一種形式上的抽象呢？因?yàn)楹芏鄶?shù)學(xué)的概念都可以被這種形式所描述，比如集合，對(duì)集合范疇來(lái)說，一個(gè)集合就是一個(gè)范疇對(duì)象，從集合A到集合B的映射就是集合的態(tài)射，再細(xì)化一點(diǎn)，整數(shù)集合到整數(shù)集合的加減乘操作構(gòu)成了整數(shù)集合的態(tài)射（除法會(huì)產(chǎn)生整數(shù)集合無(wú)法表示的數(shù)字，因此這里排除了除法）。又比如，三角形可以被代數(shù)表示，也可以用幾何表示、向量表示，從代數(shù)表示到幾何表示的運(yùn)算就可以視為三角形范疇的一種態(tài)射。

總之，對(duì)象描述了一個(gè)范疇中的元素，而態(tài)射描述了針對(duì)這些元素的操作。范疇論不僅可以應(yīng)用到數(shù)學(xué)科學(xué)里面，在其他科學(xué)里面也有一些應(yīng)用，實(shí)際上，范疇論就是我們描述客觀世界的一種方式（抽象形式）。

圖 49

相對(duì)應(yīng)的，函子就是描述一個(gè)范疇對(duì)象和另一個(gè)范疇對(duì)象間關(guān)系的態(tài)射，具體到編程語(yǔ)言中，函子是一個(gè)幫助我們映射一個(gè)范疇元素（比如Monad）到另一個(gè)范疇元素的函數(shù)。

群論（Group）研究的是群這種代數(shù)結(jié)構(gòu)，怎么去理解群呢？比如一個(gè)三角形有三個(gè)頂點(diǎn)A/B/C，那么我們可以表示一個(gè)三角形為ABC或者ACB，三角形還是這個(gè)三角形，但是從ABC到ACB一定是經(jīng)過了某種變換。這就像范疇論，三角形的表示是范疇對(duì)象，而一個(gè)三角形的表示變換到另一個(gè)形式，就是范疇的態(tài)射。而我們說這些三角形表示方式的集合為一個(gè)群。群論主要是研究變換關(guān)系，群又可以分為很多種類，也有很多規(guī)律特性，這不在本文研究范圍之內(nèi)，讀者可以自行學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。

科學(xué)解釋一個(gè)Monad為自函子范疇上的幺半群。如果沒有學(xué)習(xí)群論和范疇論的話，我們是很難理解這個(gè)解釋的。

圖 50

簡(jiǎn)單來(lái)說先固定一個(gè)正方形abcd，它和它的幾何變換方式（旋轉(zhuǎn)/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)/對(duì)稱/中心對(duì)稱等）形成的其他正方形一起構(gòu)成一個(gè)群。從這個(gè)角度來(lái)說，群研究的事物是同一類，只是性質(zhì)稍有不一樣（態(tài)射后）。

另外一個(gè)理解群的概念就是自然數(shù)（構(gòu)成一個(gè)群）和加法（群的二元運(yùn)算，且滿足結(jié)合律，半群）。

圖 51

到此，我們可以理解Monad為：

滿足自函子運(yùn)算（從A范疇?wèi)B(tài)射到A范疇，fmap是在自己空間做映射）。

滿足含幺半群的結(jié)合律。

很多函數(shù)式編程里面都會(huì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)Identity函數(shù)，實(shí)際就是一個(gè)幺元素。比如JavaScript中對(duì)Just滿足二元結(jié)合律可以這么操作：

圖 52

3.3 Monad范疇：定律、折疊和鏈

我們要在一個(gè)更大的空間上討論這個(gè)范疇對(duì)象（Monad）。就像Number封裝了數(shù)字類型，Monad也封裝了一些類型。

圖 53

Monad需要滿足一些定律：

結(jié)合律：比如a · b · c = a · (b · c)。

幺元：比如a · e = e · a = a。

一旦定義了Monad為一類對(duì)象，fmap為針對(duì)這種對(duì)象的操作，那么定律我們可以很容易證明：

圖 54

我們可以通過Monad Just上掛載的操作來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，這些運(yùn)算是限定在了Just上的，也就是說你只能得到Just(..)類型。要獲取原始數(shù)據(jù)，可以基于這個(gè)定義一個(gè)fold方法。

圖 55

fold（折疊，對(duì)應(yīng)能力我們稱為foldable）的意義在于你可以將數(shù)據(jù)從一個(gè)特定范疇映射到你的常用范疇，比如面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的toString方法，就是把數(shù)據(jù)從對(duì)象域轉(zhuǎn)換到字符串域。

JavaScript中的Array.prototype.reduce其實(shí)就是一個(gè)fold函數(shù)，它把數(shù)據(jù)從Array范疇映射到其他范疇。

一旦數(shù)據(jù)類型被我們鎖定在了Monad空間（范疇），那我們就可以在這個(gè)范疇內(nèi)連續(xù)調(diào)用fmap（或者其他這個(gè)空間的函數(shù)）來(lái)進(jìn)行值操作，這樣我們就可以鏈?zhǔn)教幚砦覀兊臄?shù)據(jù)。

圖 56

3.4 Maybe和Either

有了Just的概念，我們?cè)賮?lái)學(xué)習(xí)一些新的Monad概念。比如Nothing。

圖 57

Nothing表示在Monad范疇上沒有的值。和Just一起正好描述了所有的數(shù)據(jù)情況，合稱為Maybe，我們的Maybe Monad要么是Just，要么是Nothing。這有什么意義呢？

其實(shí)這就是模擬了其他范疇內(nèi)的“有”和“無(wú)”的概念，方便我們模擬其他編程范式的空值操作。比如：

圖 58

這種情況下我們需要去判斷x和y是否為空。在Monad空間中，這種情況就很好表示：

圖 59

我們?cè)贛onad空間中消除了煩人的!== null判斷，甚至消除了三元運(yùn)算符。一切都只有函數(shù)。實(shí)際使用中一個(gè)Maybe要么是Just要么是Nothing。因此，這里用Maybe(..)構(gòu)造可能讓我們難以理解。

如果非要理解的話，可以理解Maybe為Nothing和Just的抽象類，Just和Nothing構(gòu)成這個(gè)抽象類的兩個(gè)實(shí)現(xiàn)。實(shí)際在函數(shù)式編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)中，Maybe確實(shí)只是一個(gè)類型（稱為代數(shù)類型），具體的一個(gè)值有具體類型Just或Nothing，就像數(shù)字可以分為有理數(shù)和無(wú)理數(shù)一樣。

除了這種值存在與否的判斷，我們的程序還有一些分支結(jié)構(gòu)的方式，因此我們來(lái)看一下在Monad空間中，分支情況怎么去模擬？

圖 60

假設(shè)我們有一個(gè)代數(shù)類型Either，Left和Right分別表示當(dāng)數(shù)據(jù)為錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)為正確情況下的邏輯。

圖 61 這樣，我們就可以使用“函數(shù)”來(lái)替代分支了。這里的Either實(shí)現(xiàn)比較粗糙，因?yàn)镋ither類型應(yīng)該只在Monad空間。這里加入了布爾常量的判斷，目的是好理解一些。其他的編程語(yǔ)言特性，在函數(shù)式編程中也能找到對(duì)應(yīng)的影子，比如循環(huán)結(jié)構(gòu)，我們往往使用函數(shù)遞歸來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.5 IO的處理方式

終于到IO了，如果不能處理好IO，我們的程序是不健全的。到目前為止，我們的Monad都是針對(duì)數(shù)據(jù)的。這句話對(duì)也不對(duì)，因?yàn)楹瘮?shù)也是一種數(shù)據(jù)（函數(shù)是第一公民）。我們先讓Monad Just能存儲(chǔ)函數(shù)。

圖 62

你可以想象為Just增加了一個(gè)抽象類實(shí)現(xiàn)，這個(gè)抽象類為：

圖 63

這個(gè)抽象類我們稱為“應(yīng)用函子”，它可以保存一個(gè)函數(shù)作為內(nèi)部值，并且使用apply方法可以把這個(gè)函數(shù)作用到另一個(gè)Monad上。到這里，我們完全可以把Monad之間的各種操作（接口，比如fmap和apply）視為契約，也就是數(shù)學(xué)上的態(tài)射。

現(xiàn)在，如果我們有一個(gè)單子叫IO，并且它有如下表現(xiàn)：

圖 64

我們把這種類型的Monad稱為IO，我們?cè)贗O中處理打?。ǜ弊饔茫Ｄ憧梢园阎拔覀儗W(xué)習(xí)到的類型合并一下，得到一個(gè)示例：

圖 65

通常一個(gè)程序會(huì)有一個(gè)主入口函數(shù)main，這個(gè)main函數(shù)返回值類型是一個(gè)IO，我們的副作用現(xiàn)在全在IO這個(gè)范疇下運(yùn)行，而其他操作，都可以保持純凈（類型運(yùn)算）。

IO類型讓我們可以在Monad空間處理那些煩人的副作用，這個(gè)Monad類型和Promise（限定副作用到Promise域處理，可鏈?zhǔn)秸{(diào)用，可用then折疊和映射）很像。

4. 函數(shù)式編程的應(yīng)用

除了上面我們提到的一些示例，函數(shù)式編程可以應(yīng)用到更廣的業(yè)務(wù)代碼開發(fā)中，用來(lái)替代我們的一些基礎(chǔ)業(yè)務(wù)代碼。這里舉幾個(gè)例子。

4.1 設(shè)計(jì)一個(gè)請(qǐng)求模塊

圖 66 用這種方式構(gòu)建的模塊，組合和復(fù)用性很強(qiáng)，你也可以利用lodash的其他庫(kù)對(duì)req做一個(gè)其他改造。我們調(diào)用業(yè)務(wù)代碼的時(shí)候只管傳遞params，分支校驗(yàn)和錯(cuò)誤檢查就教給validate.js里面的高階函數(shù)就好了。

4.2 設(shè)計(jì)一個(gè)輸入框

圖 67

這個(gè)例子也是來(lái)源于前端常見的場(chǎng)景。我們使用函數(shù)式編程的思想，把多個(gè)看似不相關(guān)的函數(shù)進(jìn)行組合，得到了業(yè)務(wù)需要的subscribe函數(shù)，但同時(shí)，上面的任意一個(gè)函數(shù)都可以被用于其他功能組合。比如callback函數(shù)可以直接給dom回調(diào)，listenInput可以用于任意一個(gè)dom。

這種通過高階組件不停組合得到最終結(jié)果的方式，我們可以認(rèn)為就是函數(shù)式的。（盡管它沒有像上一個(gè)例子一樣引入IO/Monad等概念）

4.3 超長(zhǎng)文本省略：Ramdajs為例

圖 68 這個(gè)也是常見的前端場(chǎng)景，當(dāng)文本長(zhǎng)度大于X時(shí)，顯示省略號(hào)，這個(gè)實(shí)現(xiàn)使用Ramdajs。這個(gè)過程中你就像是在搭積木，很容易就把業(yè)務(wù)給“搭建”完成了。

5. 函數(shù)式編程庫(kù)、語(yǔ)言

函數(shù)式編程的庫(kù)可以學(xué)習(xí)：

Ramda.js：函數(shù)式編程庫(kù)

lodash.js：函數(shù)工具

immutable.js：數(shù)據(jù)不可變

rx.js：響應(yīng)式編程

partial.lenses：函數(shù)工具

monio.js：函數(shù)式編程工具庫(kù)/IO庫(kù)

...

你可以結(jié)合起來(lái)使用。下面是Ramda.js示例：

圖片69

而純函數(shù)式語(yǔ)言，有很多：

Lisp 代表軟件 emacs...

Haskell 代表軟件 pandoc...

Ocaml ...

...

6. 總結(jié)

函數(shù)式編程并不是什么“黑科技”，它已經(jīng)存在的時(shí)間甚至比面向?qū)ο缶幊谈眠h(yuǎn)。希望本文能幫助大家理解什么是函數(shù)式編程。

現(xiàn)在我們來(lái)回顧先覽，實(shí)際上，函數(shù)式編程也是程序?qū)崿F(xiàn)方式的一種，它和面向?qū)ο笫鞘馔就瑲w的。在函數(shù)式語(yǔ)言中，我們要構(gòu)建一個(gè)個(gè)小的基礎(chǔ)函數(shù)，并通過一些通用的流程把他們粘合起來(lái)。舉個(gè)例子，面向?qū)ο罄锩娴睦^承，我在函數(shù)式編程中可以使用組合compose或者高階函數(shù)hoc來(lái)實(shí)現(xiàn)。

盡管在實(shí)現(xiàn)上是等價(jià)的，但和面向?qū)ο蟮木幊谭妒綄?duì)比，函數(shù)式編程有很多優(yōu)點(diǎn)值得大家去嘗試。

6.1 優(yōu)點(diǎn)

除了上面提到的風(fēng)格和特性之外，函數(shù)式編程相對(duì)其他編程范式，有很多優(yōu)點(diǎn)：

函數(shù)純凈 程序有更少的狀態(tài)量，編碼心智負(fù)擔(dān)更小。隨著狀態(tài)量的增加，某些編程范式構(gòu)建的軟件庫(kù)代碼復(fù)雜度可能呈幾何增長(zhǎng)，而函數(shù)式編程的狀態(tài)量都收斂了，對(duì)軟件復(fù)雜度帶來(lái)的影響更小。

引用透明性 可以讓你在不影響其他功能的前提下，升級(jí)某一個(gè)特定功能（一個(gè)對(duì)象的引用需要改動(dòng)的話，可能牽一發(fā)而動(dòng)全身）。

高度可組合 函數(shù)之間復(fù)用方便（需要關(guān)注的狀態(tài)量更少），函數(shù)的功能升級(jí)改造也更容易（高階組件）。

副作用隔離 所有的狀態(tài)量被收斂到一個(gè)盒子（函數(shù)）里面處理，關(guān)注點(diǎn)更加集中。

代碼簡(jiǎn)潔/流程更清晰 通常函數(shù)式編程風(fēng)格的程序，代碼量比其他編程風(fēng)格的少很多，這得益于函數(shù)的高度可組合性以及大量的完善的基礎(chǔ)函數(shù)，簡(jiǎn)潔性也使得代碼更容易維護(hù)。

語(yǔ)義化 一個(gè)個(gè)小的函數(shù)分別完成一種小的功能，當(dāng)你需要組合上層能力的時(shí)候，基本可以按照函數(shù)語(yǔ)義來(lái)進(jìn)行快速組合。

惰性計(jì)算 被組合的函數(shù)只會(huì)生成一個(gè)更高階的函數(shù)，最后調(diào)用時(shí)數(shù)據(jù)才會(huì)在函數(shù)之間流動(dòng)。

跨語(yǔ)言統(tǒng)一性 不同的語(yǔ)言，似乎都遵從類似的函數(shù)式編程范式，比如Java 8的lambda表達(dá)式，Rust的collection、匿名函數(shù)；而面向?qū)ο蟮膶?shí)現(xiàn)，不同語(yǔ)言可能千差萬(wàn)別，函數(shù)式編程的統(tǒng)一性讓你可以舒服地跨語(yǔ)言開發(fā)。

關(guān)鍵領(lǐng)域應(yīng)用 因?yàn)楹瘮?shù)式編程狀態(tài)少、代碼簡(jiǎn)潔等特點(diǎn)，使得它在交互復(fù)雜、安全性要求高的領(lǐng)域有重要的應(yīng)用，像Lisp和Haskell就是因上一波人工智能熱而火起來(lái)的，后來(lái)也在一些特殊的領(lǐng)域（銀行、水利、航空航天等）得到了較大規(guī)模的應(yīng)用。

...

6.2 不足

當(dāng)然，函數(shù)式編程也存在一些不足之處：

陡峭的學(xué)習(xí)曲線 面向?qū)ο蠛兔钍骄幊谭妒蕉际琴N近我們的日常習(xí)慣的方式，而函數(shù)式編程要更抽象一些，要想更好地管理副作用，你可能需要學(xué)習(xí)很多新的概念（響應(yīng)式、Monad等），這些概念入門很難，而且是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程。

可能的調(diào)用棧溢出問題 惰性計(jì)算在一些電腦或特種程序架構(gòu)上可能有函數(shù)調(diào)用棧錯(cuò)誤（超長(zhǎng)調(diào)用鏈、超長(zhǎng)遞歸），另外許多函數(shù)式編程語(yǔ)言需要編譯器支持尾遞歸優(yōu)化（優(yōu)化為循環(huán)迭代）以得到更好的性能。

額外的抽象負(fù)擔(dān) 當(dāng)程序有大量可變狀態(tài)、副作用時(shí)，用函數(shù)式編程可能造成額外的抽象負(fù)擔(dān)，項(xiàng)目開發(fā)周期可能會(huì)延長(zhǎng)，這時(shí)可能用其他抽象方式更好（比如OOP）。

數(shù)據(jù)不變性的問題 為了數(shù)據(jù)不變，運(yùn)行時(shí)可能會(huì)構(gòu)建生成大量的數(shù)據(jù)副本，造成時(shí)間和空間消耗更大，拖慢性能；同時(shí)數(shù)據(jù)不可變性可能會(huì)造成構(gòu)建一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的時(shí)候語(yǔ)法不簡(jiǎn)潔，性能也更差（比如LinkedList、HashMap等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）。

語(yǔ)義化的問題 往往為了開發(fā)一個(gè)功能，去造許多的基礎(chǔ)函數(shù)，大量業(yè)務(wù)組件想要語(yǔ)義化的命名，也會(huì)帶給開發(fā)人員很多負(fù)擔(dān)；并且功能抽象能力因人而異，公共函數(shù)往往不夠公用或者過度設(shè)計(jì)。

生態(tài)問題 函數(shù)式編程在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域因其抽象性和性能帶來(lái)的問題，被許多開發(fā)者拒之門外，一些特定功能的解決方案也更小眾（相比其他編程范式），生態(tài)也一直比較小，這成為一些新的開發(fā)人員學(xué)習(xí)和使用函數(shù)式編程的又一個(gè)巨大障礙。

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日常業(yè)務(wù)開發(fā)中，往往我們需要取長(zhǎng)補(bǔ)短，在適合的領(lǐng)域用適合的方法/范式。大家只要要記住，軟件開發(fā)并沒有“銀彈”。

7. FAQ

Q：你覺得Promise是不是一種Monad IO模型？

A：我認(rèn)為是的。純函數(shù)是沒有異步概念的，Promise用了一種很棒的方式把異步和IO轉(zhuǎn)化為了.then函數(shù)。你仍然可以在.then函數(shù)中寫純粹的函數(shù)，也可以在.then函數(shù)中調(diào)用其他的Promise，這就和IO Monad的行為非常像。

Q：你愿意在生產(chǎn)中使用Haskell/Lisp/Clojure等純函數(shù)式語(yǔ)言嗎？

A：不論是否愿意使用，現(xiàn)在很多語(yǔ)言都開始引入函數(shù)式編程語(yǔ)法了。并不是說函數(shù)式編程一定是優(yōu)秀的，但它至少?zèng)]有那么恐怖。有一點(diǎn)可以肯定的是，學(xué)習(xí)函數(shù)式編程可以擴(kuò)展我們的思維，增加我們看問題的角度。

Q：有沒有一些可以預(yù)見的好處？

A：有的。比如強(qiáng)制你寫代碼的時(shí)候去關(guān)注狀態(tài)量（多少、是否引用值、是否變更等），這或多或少可以幫助你寫代碼的時(shí)候減少狀態(tài)量的使用，也慢慢地能復(fù)合一些狀態(tài)量，寫出更簡(jiǎn)潔的代碼。

Q：函數(shù)式編程能給業(yè)務(wù)帶來(lái)什么好處？

A：業(yè)務(wù)拆分的時(shí)候，函數(shù)式的思維是單向的，我們會(huì)通過實(shí)現(xiàn)，想到它對(duì)應(yīng)需要的基礎(chǔ)組件，并遞歸地思考下去，功能實(shí)現(xiàn)從最小粒度開始，上層逐步通過函數(shù)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。相比于面向?qū)ο?，這種方式在組合上更方便簡(jiǎn)潔，更容易把復(fù)雜度降低，比如面向?qū)ο笾锌赡軐?duì)象之間的相互引用和調(diào)用是沒有限制的，這種模式帶來(lái)的是思考邏輯的時(shí)候思維會(huì)發(fā)散。

這種對(duì)比在業(yè)務(wù)復(fù)雜的情況下更加明顯，面向?qū)ο蟊仨氁獌?yōu)秀的設(shè)計(jì)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)控制代碼復(fù)雜度增長(zhǎng)不那么快，而函數(shù)式編程大多數(shù)情況下都是單向數(shù)據(jù)流+基礎(chǔ)工具庫(kù)就減少了大量的復(fù)雜度，而且產(chǎn)生的代碼更簡(jiǎn)潔。

8. 作者簡(jiǎn)介

俊杰，美團(tuán)到家研發(fā)平臺(tái)/醫(yī)藥技術(shù)部前端工程師。

審核編輯：湯梓紅