(一) 什么是函数编程语言
简单说,"函数式编程"是一种"编程范式"(programming paradigm),也就是如何编写程序的方法论。
Erlang是一个结构化,动态类型编程语言,内建并行计算支持。最初是由爱立信专门为通信应用设计的,比如控制交换机或者变换协议等,因此非常适 合于构建分布式,实时软并行计算系统。使用Erlang编写出的应用运行时通常由成千上万个轻量级进程组成,并通过消息传递相互通讯。进程间上下文切换对于Erlang来说仅仅 只是一两个环节,比起C程序的线程切换要高效得多得多了。
使用Erlang来编写分布式应用要简单的多,因为它的分布式机制是透明的:对于程序来说并不知道自己是在分布式运行。Erlang运行时环境是一个虚拟机,有点像Java虚拟机,这样代码一经编译,同样可以随处运行。它的运行时系统甚至允许代码在不被中断 的情况下更新。另外如果需要更高效的话,字节代码也可以编译成本地代码运行。
5.编程式语言还包括 Clean、clojure、Miranda等等,就不再一一介绍了。
(三) 为什么近两年函数编程语言开始流行
1. 代码简洁,开发快速
函数式编程大量使用函数,减少了代码的重复,因此程序比较短,开发速度较快。
Paul Graham在《黑客与画家》一书中写道:同样功能的程序,极端情况下,Lisp代码的长度可能是C代码的二十分之一。
如果程序员每天所写的代码行数基本相同,这就意味着,"C语言需要一年时间完成开发某个功能,Lisp语言只需要不到三星期。反过来说,如果某个新功能,Lisp语言完成开发需要三个月,C语言需要写五年。"当然,这样的对比故意夸大了差异,但是"在一个高度竞争的市场中,即使开发速度只相差两三倍,也足以使得你永远处在落后的位置。"
2. 接近自然语言,易于理解
函数式编程的*度很高,可以写出很接近自然语言的代码。
前文曾经将表达式(1 + 2) * 3 - 4,写成函数式语言:
subtract(multiply(add(1,2), 3), 4)
对它进行变形,不难得到另一种写法:
add(1,2).multiply(3).subtract(4)
这基本就是自然语言的表达了。再看下面的代码,大家应该一眼就能明白它的意思吧:
merge([1,2],[3,4]).sort().search("2")
因此,函数式编程的代码更容易理解。
3. 更方便的代码管理
函数式编程不依赖、也不会改变外界的状态,只要给定输入参数,返回的结果必定相同。因此,每一个函数都可以被看做独立单元,很有利于进行单元测试(unit testing)和除错(debugging),以及模块化组合。
4. 易于"并发编程"
函数式编程不需要考虑"死锁"(deadlock),因为它不修改变量,所以根本不存在"锁"线程的问题。不必担心一个线程的数据,被另一个线程修改,所以可以很放心地把工作分摊到多个线程,部署"并发编程"(concurrency)。
请看下面的代码:
var s1 = Op1();
var s2 = Op2();
var s3 = concat(s1, s2);
由于s1和s2互不干扰,不会修改变量,谁先执行是无所谓的,所以可以放心地增加线程,把它们分配在两个线程上完成。其他类型的语言就做不到这一点,因为s1可能会修改系统状态,而s2可能会用到这些状态,所以必须保证s2在s1之后运行,自然也就不能部署到其他线程上了。
多核CPU是将来的潮流,所以函数式编程的这个特性非常重要。
5. 代码的热升级
函数式编程没有副作用,只要保证接口不变,内部实现是外部无关的。所以,可以在运行状态下直接升级代码,不需要重启,也不需要停机。Erlang语言早就证明了这一点,它是瑞典爱立信公司为了管理电话系统而开发的,电话系统的升级当然是不能停机的。