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