我在使用函数式编程一年中学到的 3 件事

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和绝大多数编程课程一样，我最初接触编程也是从面向对象编程（OOP）开始的。尽管很多语言都是多范式的，比如Python、C++、JavaScript和Ruby，但OOP仍然是主流。

去年，我在一份新工作中接受了使用 Elixir 技术栈的挑战。这对我来说是一次全新的体验，因为我之前从未接触过函数式编程。学习一种新的编程范式是我职业生涯中最重要的一步，接下来我将分享过去一年来的经验和心得。

1. 学习函数式编程需要重新启动

作为一名面向对象的程序员，在学习一门新语言时，你已经了解了其中的概念，你可能只需要学习语法、如何声明变量、类、公共和私有方法，以及一些特定于该语言的功能。

你知道怎么开车。开另一种车并不难。但函数式编程不仅仅是另一种车，而是一艘船。你不能把所有开车经验都用在航海上。有些经验适用，有些则不适用。

如果你想学习函数式编程，就得从头再学一遍。函数式编程没有共享状态，遵循纯函数式编程的原则，注重关注点分离，并将函数作为主要的运算单元。

在我学习函数式编程的第一个月，我感到很沮丧，因为我试图用面向对象编程的方式解决日常问题，或者说……用我唯一知道的方式解决日常问题。

重启是关键。

2. 副作用是万恶之源

可变性是必要的。开发一成不变的软件毫无意义。关键在于如何处理这些变化。

软件状态越多，维护、理解和调试就越复杂。虽然不可能编写出一个完全纯净且有用的程序（函数式编程中的纯净性指的是没有副作用），但你可以将软件中不纯净的部分（例如数据库、外部 API 调用、I/O 等）隔离出来。

变异是 bug 的来源。因此，避免变异可以减少引入 bug 的数量。每当你修改一个变量时，总有可能破坏了依赖于它的其他代码。避免变异可以防止某些类型的 bug 的出现。——汤姆·达林（来源）

由于没有共享状态，内存完全隔离，这使得并发软件更容易开发和维护。

在函数式编程范式中，由于不可变性是默认结构，并发编程即使在共享状态的情况下也能保证确定性执行。另一方面，命令式编程和面向对象编程使用可变状态，这些状态在多线程环境下难以管理，从而导致程序执行不确定。——Manning （来源）

不仅要避免和隔离副作用，还要避免代码中的可变性。你不需要使用函数式编程语言才能将函数式概念应用到你的代码中。看看这段 Ruby 代码片段：

# Functional-style Ruby
def calculate_clothing_total(items)
  items
    .select(&:clothing?)
    .map(&:amount)
    .reduce(0, :+)
end


# Non-functional Ruby
def calculate_clothing_total(items)
  total = 0
  expenses.each do |e|
    total += e.amount if e.clothing?
  end
  total
end

这个简单的例子只是修改了total变量，但情况可能更糟。在 Ruby 中，要假定值是不可变的，并使用非破坏性方法。尽量不要重新赋值方法参数，因为这可能会导致意想不到的行为。相反，应该返回一个新值。

如果你是一名 Ruby 开发人员，我推荐你阅读 RubyPigeon 上的这篇精彩文章：避免 Mutation – Ruby 中的函数式风格。

3. 关注点分离 = ❤️

有人说，函数式编程软件更容易调试，bug更少，而且一旦掌握了函数式编程，也更容易维护。这确实如此，因为在某些函数式编程语言中，功能分离几乎是强制性的。你肯定不希望纯代码和不纯代码混在一起。

这个概念同样适用于非功能性软件。由于所有部分都得到了很好的隔离，因此更容易进行测试、重构和调试。即使是数据库变更，当持久化和模式变更分离时（就像 Ecto 使用变更集那样），也变得纯粹起来，这是一种处理数据变更的纯粹方法。

attributes = %{amount_due: 3000, due_date: "2019-04-30", scheduled_send_date: "2019-04-25", closed_at: "2019-05-01"}
changeset = Invoice.changeset(%Invoice{}, attributes)
#=> #Ecto.Changeset<
#     action: nil,
#     changes: %{amount_due: 3000, due_date: ~D[2019-04-30], scheduled_send_date: ~D[2019-04-25]},
#     errors: [],
#     data: #Invoice<>,
#     valid?: true
#   >

changeset.changes
#=> %{amount_due: 3000, due_date: ~D[2019-04-30], scheduled_send_date: ~D[2019-04-25]}

如果你想学习函数式编程，我建议你在深入学习 Elixir 之前先掌握函数式编程的基础知识。Elixir 是我在开发 API 等通用软件时首选的函数式编程语言。

如果你已经掌握了基础知识，那就从 Elixir 开始吧，尽情享受吧！🚀

最后但同样重要的是，如果您不打算使用函数式编程语言，我建议您在日常代码中至少应用一些函数式编程的理念，例如隔离性、不可变性以及其他一些函数式编程的优势。有很多库可以帮助您实现这一点，例如JavaScript 的 Immutable.js。