6. Go 函数编程及函数式编程

上一篇中集中展示Go函数的诸多特性，这一篇将继续理解函数。函数是什么？在Go及多数语言中，它是一段可接受输入，可能有输出的代码块。与编程相比，多数人第一次接触到函数，可能是学习集合，函数，映射等数学知识时，那是的函数，其实是用于描述两个集合之间的映射关系。

为什么编程中要定义这么一段代码块？因为函数可以减少编程量，通过定义一段代码，在重复利用的时候直接调用，不用再次编写。但在函数编写过程中，又发现定义一大堆成品代码，调用的时候还需要找，所以函数需要名字以区别不同代码；在函数有了名称后，又有人发现，计算一个固定的表达式，如y=kx+b，通常只有x变化，k和b都不变，那么定义的这段代码要有输入值作为参数，同时要返回一个值；再后来，人们发现x可能也不一定是一个数，也可能是一个另外一个表示式，x=at+c。那么最终发现，函数还是作为数学上的函数存在，描述一个事务到另一个事务的映射关系。可能这个映射是名称到一段特殊功能代码的映射，可能是一个变量到另一个变量的映射，更或者是一个函数到另一个函数的映射。

在此基础上，本篇是想说另一件事情：函数式编程。"函数式编程"是一种"编程范式"，也一种程序书写风格与思路。

函数式编程的风格与思路：

1. 函数是"第一等公民"（前提条件）

函数与其他数据类型一样，处于平等地位，可以赋值给其他变量，也可以作为参数，传入另一个函数，或者作为别的函数的返回值。

2. 只用"表达式"，不用"语句"

"表达式"（expression）是一个单纯的运算过程，总是有返回值；"语句"（statement）是执行某种操作，没有返回值。函数式编程要求，只使用表达式，不使用语句。也就是说，每一步都是单纯的运算，而且都有返回值。

3. 没有"副作用"

指的是函数内部与外部互动（最典型的情况，就是修改全局变量的值），产生运算以外的其他结果。函数式编程强调没有"副作用"，意味着函数要保持独立，所有功能就是返回一个新的值，没有其他行为，尤其是不得修改外部变量的值。

4. 不修改状态
   函数式编程只是返回新的值，不修改系统变量。因此，不修改变量，也是它的一个重要特点

5. 引用透明

引用透明（Referential transparency），指的是函数的运行不依赖于外部变量或"状态"，只依赖于输入的参数，任何时候只要参数相同，引用函数所得到的返回值总是相同的。

在语言层面实现特性以后，函数式编程的关键纯函数的编写，纯函数就是满足后三相风格的函数，只产生结果，不修改状态，且输入输出稳定透明。其直观特征类似于下面的风格，一个函数嵌套另外一个函数，每个函数都有自己的输入输出，就像一个流一样，直到输出结果。

package main

import (
    "fmt"
)

func sum(s []int) int {
    result := 0
    for _, v := range s {
        result += v
    }
    return result
}

func maps(s []int, f func(x int) int) []int {
    sn := make([]int, len(s), cap(s))
    for i, v := range s {
        sn[i] = f(v)
    }
    return sn
}

func square(x int) int {
        return x * x
    }
func cube (x int) int {
        return x * x * x
    }


func main() {
    fmt.Println(maps([]int{1, 3, 5, 7, 9}, square))
    fmt.Println(sum(maps([]int{1, 3, 5, 7, 9}, cube)))
}
/* Result
[1 9 25 49 81]
1225
/*

编写一个好的函数是其实不是一个容易过程，目前为止，遇到的很多问题都非常简单，以至于我们能够非常清晰地界定问题的边界，然后按照不同内容编写不同的函数。但在面对复杂的实际问题时，往往会迷失在杂乱的问题中，这需要不断锤炼，不断的对问题进行抽象，然后就会发现之前写的很多函数由于各种各样的问题需要不断修改。个人的建议有两条：

1. 在下键盘之前，先下笔将问题搞清楚，规划完成后再开始；
2. 函数功能要足够的小，函数量不怕多，但函数要精，这样下去写的东西可能才会有更强的生命力。

Ref:

1. 函数式编程初探
2. 函数成了一等公民
3. Functional Programming HOWTO