蔡學鏞【言程序】部落格: 思考函數編程（二）Why FP

蔡學鏞【言程序】部落格: 思考函數編程（二）Why FP:
儘管各種語言有差異，但是大致上來說，FP的共同點在於：「沒有副作用」（Side Effect）、「第一級函數」（First-Class Function）。「沒有副作用」是指在表示式（expression）內不可以造成值的改變；「第一級函數」是指函數被當作一般值對待，而不是次級公 民，也就是說，函數可當作「傳入參數」或「傳出結果」。

基本上，遵守上述兩點進行程式編寫，差不多就可以稱為FP。

遞迴可以保存狀態，可以讓程式變得相當精簡，但是成本（時間與記憶體）也很高。所以，許多時候，函數式語言會希望我們將程式寫成尾端遞迴（Tail Recursion），以便編譯器自動將它編譯成記憶體的直接跳躍（也就是迴圈）。

為了提昇效率，許多函數式語言會納入imperative的某些作法（例如允許副作用），這類的FPL被稱為不純（Impure）的函數式編程語言，例如 Ocaml、F#、LISP、REBOL。當然也有一些語言堅持Pure Functional的作法，例如Erlang、Haskell、Occam、Oz。主要是以Erlang為首的純函數式語言，似乎更能充分展現出FP的優勢。

這使得單元測試相當容易，只要管引數的結果正確與否就好，不需要管函數呼叫的次序正確與否，或者外部狀態是否做好正確的設定。如果是像C、Java或C#這類語言，檢查函數的傳出值是不夠的，因為函數執行過程中可能會改變外部狀態。但是對於FP來說，就不用擔心這一點。

想除錯，就必須能讓此錯誤可以重現（reproduce），然後定位（locate）錯誤的地方。對FP來說，由於沒有外部狀態的因素干擾，所以上述這兩 點都相當容易就可以做到。Erlang的某個函數只要會出錯，就一定每次都會出錯，所以可以「重現」；C語言的某個函數出錯，卻不見得每次都出錯，相當麻 煩。一旦知道某個函數出錯，你可以快速地在Erlang函數內找出問題所在，而予以修正；但是對C語言來說，外部狀態影響太多，不容易除錯。

FP 相當適合寫（concurrency）的程式。沒有共享記憶體，沒有執行緒，不需要擔心critical section，不必使用mutex等上鎖機制。由於沒有外部狀態的問題，FP的程式也相當適合進行程式碼「熱抽換」或「熱部署」（Hot Code Deployment） -- 你可以不需要關閉你的軟體系統，可以直接部署新的程式模組。

小P：FP相當適合寫concurrency的程式，在目前朝向多核心架構下，怪不得FP又熱了起來。