函数式编程中的基本概念

函数签名

假设有一个函数 f,输入一个 int 值,返回一个 string 值,在 C# 中,该函数可以表示为:

Func<int, string>

我们可以使用箭头(→)符号来表示:

f : int → string

箭头符号是函数式编程社区的标准函数符号,与语言无关。

当没有输入或没有输出(void)时,用 () 表示。如果有多个输入或输出,则用元组表示。

例如:

Func<string>
Func<int, int, int>

分别表示为:

() → string
(int, int) → int

对于高阶函数,可以嵌套表示。

例如 IEnumerable.Where 的签名:

Func<IEnumerable<T>, Func<T, bool>, IEnumerable<T>>

// IEnumerable<T> Where<T>(this IEnumerable<T> source, Func<T, bool> predicate);

可以表示为:

(IEnumerable<T>, (T → bool)) → IEnumerable<T>

函数的纯洁性

纯函数 是指没有任何副作用的函数,除了根据输入值计算输出值之外,什么也不做。而不纯函数则可能导致副作用。

副作用包括:

  • 使全局状态改变:这里的“全局”是指函数作用域之外。
  • 改变其输入参数
  • 抛出异常
  • 执行任何 I/O 操作

纯函数拥有许多的好处:

  • 并行化:由于输出值仅依赖于输入值,所以可以并行执行任务。
  • 惰性求值
  • 记忆化:缓存函数结果,以便只计算一次。

诚实的函数

诚实的函数始终履行自己的签名。

例如如下函数,就是一个诚实的函数:

public int Square(int n) => n * n;

而如下函数则是不诚实的:

public int Square(int n)
{
    if (n < 0) throw new ArgumentException();

    return n * n;
}

因为它可能返回一个 int 值,还可能抛出异常。


参考:《C# 函数式编程》 Enrico Buonanno 著

posted @ 2020-06-02 12:33  丹枫无迹  阅读(562)  评论(0编辑  收藏  举报