函数式编程 - 简介
函数式编程语言专门设计用于处理符号计算和列表处理应用程序。函数式编程基于数学函数。一些流行的函数式编程语言包括:Lisp、Python、Erlang、Haskell、Clojure 等。
函数式编程语言分为两类,即:
纯函数式语言 - 这些类型的函数式语言只支持函数式范式。例如 - Haskell。
非纯函数式语言 - 这些类型的函数式语言支持函数式范式和命令式编程风格。例如 - LISP。
函数式编程 - 特征
函数式编程最突出的特征如下:
函数式编程语言基于使用条件表达式和递归执行计算的数学函数的概念。
函数式编程支持高阶函数和惰性求值特性。
函数式编程语言不支持像循环语句和条件语句(如 If-Else 和 Switch 语句)这样的流程控制。它们直接使用函数和函数调用。
与面向对象编程一样,函数式编程语言支持抽象、封装、继承和多态等流行概念。
函数式编程 - 优点
函数式编程提供了以下优点:
无错误代码 - 函数式编程不支持状态,因此没有副作用结果,我们可以编写无错误的代码。
高效的并行编程 - 函数式编程语言没有可变状态,因此没有状态更改问题。可以将“函数”编程为并行工作作为“指令”。此类代码支持易于重用和可测试性。
效率 - 函数式程序由可以并发运行的独立单元组成。因此,此类程序效率更高。
支持嵌套函数 - 函数式编程支持嵌套函数。
惰性求值 - 函数式编程支持惰性函数结构,如惰性列表、惰性映射等。
缺点是,函数式编程需要较大的内存空间。因为它没有状态,所以每次执行操作都需要创建新的对象。
函数式编程用于需要对同一组数据执行大量不同操作的情况。
Lisp 用于人工智能应用程序,如机器学习、语言处理、语音和视觉建模等。
嵌入式 Lisp 解释器为某些系统(如 Emacs)添加了可编程性。
函数式编程与面向对象编程
下表重点介绍了函数式编程和面向对象编程之间的主要区别:
函数式编程 | 面向对象编程 |
---|---|
使用不可变数据。 | 使用可变数据。 |
遵循声明式编程模型。 | 遵循命令式编程模型。 |
重点在于:“你在做什么” | 重点在于“你如何去做” |
支持并行编程 | 不适合并行编程 |
其函数没有副作用 | 其方法可能会产生严重的副作用。 |
流程控制通过函数调用和递归函数调用来完成 | 流程控制通过循环和条件语句来完成。 |
它使用“递归”概念来迭代集合数据。 | 它使用“循环”概念来迭代集合数据。例如:Java 中的 For-each 循环 |
语句的执行顺序不太重要。 | 语句的执行顺序非常重要。 |
支持“数据抽象”和“行为抽象”。 | 仅支持“数据抽象”。 |
程序代码的效率
程序代码的效率与算法效率和执行速度成正比。良好的效率确保更高的性能。
影响程序效率的因素包括:
- 机器速度
- 编译器速度
- 操作系统
- 选择合适的编程语言
- 程序中数据组织的方式
- 用于解决问题的算法
可以通过执行以下任务来提高编程语言的效率:
通过删除不必要的代码或导致冗余处理的代码。
通过使用最佳内存和非易失性存储
在适用时使用可重用组件。
在程序的所有层使用错误和异常处理。
创建确保数据完整性和一致性的程序代码。
开发符合设计逻辑和流程的程序代码。
高效的程序代码可以最大程度地减少资源消耗和完成时间,同时最大程度地降低对操作环境的风险。