函數式編程很難，這正是你要學習它的原因

本文翻譯自文章Functional Programming Is Hard, That's Why It's Good。

奇怪的是沒有，很少有人每天使用函數式編程語言。如果您使用Scala、Haskell、Erlang、F# 或Lisp 的某些方言進行編程，很可能沒有公司愿意雇用您。這個行業(yè)的絕大多數人使用面向對象的編程語言，如Python、Ruby、Java 或C# ——，他們覺得這些語言很舒服。是的，您可能偶爾會使用一兩個“函數式語言特性”，例如“塊”，但人們不進行函數式編程。

然而，多年來，我們一直被教導說函數式編程語言很好，很棒。我還記得第一次閱讀ESR 關于學習Lisp 的著名論文時的困惑。或許大多數人都比較熟悉Paul Graham 的《Beating The Averages》 文章：

使用Lisp 開發(fā)使我們能夠如此快速地迭代我們的開發(fā)周期，有時當競爭對手在一兩天后的新聞發(fā)布會上推出他們的新功能時，我們能夠復制相同的功能。當報道產品發(fā)布會的記者打電話給我們時，我們的產品已經具有相同的功能。

那些皈依函數式編程的人中，一直常見的考慮是：學習這種新的、函數式的語言“對你有好處”;就像是某些人建議說每天30分鐘的健身房活動會“讓你的身體健康”一樣。但這也同時暗示了這樣做的難度和需要的付出。Lisp語言跟Haskell、Ocaml和Scala語言不同，被認為是出了名的難學，可以說是臭名昭著。優(yōu)雅的人說這是Lisp語言“深度和廣度”的體現。粗俗的人說這是“下流”或“玩學術”或干脆“不要”。在我看來，它的難易程度與你是否熟悉它有關，而這個難易程度是一個重要的指標：學習這樣一門語言會讓你更有效率，更有能力進行編程。

它給你的初次印象不友善

我7 歲時開始編程，在郊區(qū)漫長而無聊的夏天里，我在祖父的電腦上閑逛。我學習了BASIC 并用它在屏幕上畫了一個彈跳球。我學習了Pascal 并用它編寫了一個通過PC 揚聲器播放音樂的程序。我大約10 歲時學習了C，但直到我上高中時才碰上了我無法逾越的墻。那就是：指針。即使沒有這些該死的指點，我在寫作、閱讀、學習和實踐中也遇到了無數次失敗。我把祖父的硬盤毀了兩次（一次是不小心），結果不得不自己重裝操作系統很多次。我失敗了，一次又一次地失敗。

也許你的故事與我的相似，也許完全不同。但是我想幾乎每個學過編程的人都經歷過困難。我們在學習了一些基礎知識之后，難免會遇到一些公認的概念障礙，比如“指針”。許多計算機科學教授會在他們的課程中將指針描述為過濾器。如果你想成為一名優(yōu)秀的程序員，你必須了解指針。很少有人能輕易掌握它們。包括我在內的大多數人都需要實踐和示例來理解指針是什么以及它們?yōu)槭裁粗匾?

這種艱難的努力過程并非偶然，而是幾乎普遍存在的現象。指針是一個非常強大且具有基本功能的概念。學習它會讓你成為更好的程序員，并讓你更直觀地思考。即使你使用的語言不提供像指針這樣的特性，數據結構和類似于指針的概念也比比皆是。 （北京網出品）

新奇事物

一旦你學會了幾種語言，所有的語言都會開始變得相似。會Python的人學習Ruby可能不會有太多問題，而會Java的人會覺得C#很熟悉。是的，也有驚喜。 Ruby 愛好者在學習Python 時會對它的理解感到驚訝，而Java 用戶會對C# 中的委托感到困惑。再一次，如果你只看一眼它們，它們都是相似的。我可以肯定地說，如果您還沒有學習過Lisp 語言，您會發(fā)現所有Lisp 變體都是相似的。

據說大多數人在第一次使用Haskell 或Ocaml 時完全不知所措。見鬼，在Haskell 中連分號都不一樣。這不是語法問題； Haskell 和ML 語言完全基于不同的概念，一種新的語言范式。您需要以不同的方式開發(fā)應用程序，以不同的方式組織應用程序，并以不同的方式擴展應用程序。

許多這些新概念都非常強大。有

吃下你的藥丸，找到你的藥劑師

盡管不好學，但我堅信，學習這些函數式編程語言會在職業(yè)上對你有好處。我相信有些人讀到這點時會眼睛翻起來向天看，很難想象出這些monoids 或 monad 會對他們在使用Java或C#時有用處。對我而言，我已經不驚奇于由于這樣的思維而阻止他們學習函數式語言的現象;他們需要學習一種跟指針和遞歸一樣基礎的新概念。他們需要有一種只有專業(yè)人員在完成清晰的商業(yè)目標時才具有的耐心和斗志。很少人能在過了可塑的年齡后還受得了挫折——一次又一次的挫折——否則我們現在都早成專家了，不是嗎?

還有更復雜的東西，有大量的語言和算法研究都是用函數式語言實施的(尤其是Haskell)。你很容易會被這些不熟悉的概念——例如分類學理論， half-finished abstractions，一些失敗的研究——弄的迷失方向。沒有一個清晰的指導(比如由一個實用主義的作者寫的一本好書)，本來已經很困難的學習任務變的更加可怕。

這些疊加起來的復雜因素導致了不出意外的結果：很多人不情愿在函數式編程學習中投入時間。很容易理解這種不情愿，“我干嘛不把花在學習這些東西的時間用在實現什么東西上呢?”但這種思路也表明了你永遠不愿意在任何新技術上浪費時間(只用自己熟悉的)。在一個像軟件技術這樣日新月異的產業(yè)里，我不認為這是正確的判斷。

眼見為實

學習一種函數式編程語言最顯而易見的好處是，你能學會這種類型語言中的函數式概念。它能幫助你的大腦，讓它具有能非常清晰的思考和處理一些驚人的重大概念的能力。這并不是函數式編程具有魔法;各種語言和范式的出現都是為了應對某一特定類別的問題。函數式編程的殺手锏正是應對了當今世界上日益增長的并行性編程和元數據編程趨勢。

例如，我們研究一個簡化的、本地版本化的Google著名的MapReduce范例。用函數式方式描述這種范例是不可思議的清晰簡潔：

1. mapReducer?data?partitioner?mapper?reducer?= ?
2. ??????????????let?partitions?=?partitioner?data ?
3. ??????????????in?reduce?reducer?(map?mapper?partitions)?

讓這樣的代碼支持并行計算或分布式并行計算是輕而易舉的(對于本地并行計算，很多的功能包都支持“pmap”和“preduce“——只需要利用函數式語言的一些簡單特性)。像maps, partitions, generators, streams, reductions, folds, 已以及 function chaining等概念在各種的函數式編程語言中都大同小異，所以，任何對Lisp，Haskell，OCaml，甚至帶點函數式語言特征的語言——Python和Ruby熟悉的人，都會很容易的理解這里面的思想精華。

讓我們花點時間考慮一下，如何用一種面向對象的語言，以一種常見的面向對象的模式來清楚的描述這種架構。至少你需要做的事情是定義用來描述mapper和reducer的聲明。如果你有好奇心，請試著用你喜歡的面向對象語言描述一個最小化的“面向對象”的MapReduce。我發(fā)現那是非常羅嗦的。如果使用Java風格的語言，它會像這樣：

1. interface?Mapper?{ ?
2. ???B?map(A?input); ?
3. ?} ?
4. ?
5. ?interface?Reducer?{ ?
6. ???Y?reduce(X?a,?X?b); ?
7. ?} ?
8. ?
9. ?abstract?class?MapReduce?{ ?
10. ???private?Mapper?mapper; ?
11. ???private?Reducer?reducer; ?
12. ?
13. ???public?MapReduce(Mapper?map,?Reducer?reduce)?{ ?
14. ?????//?... ?
15. ???} ?
16. ?
17. ???public?run(SeqenceType?data)?{ ?
18. ?????//?... ?
19. ???} ?
20. ?}?

即使是沒有加入循環(huán)邏輯，這種缺乏函數式模式中常見的名詞和動詞的使用，使得MapReduce這種技術很難被定義。這種定義方式幾乎是滑稽可笑的，但它能讓你想到函數式概念。另外一個好例子是Scala語言如何利用完備的Java Fork/Join 類庫，把它輕松的集成的自己的自有語法中。

各有所求

所以，我鼓勵任何想進步的程序員：請考慮學習一種函數式語言。Haskell和OCaml都是極好的選擇，F#和Erlang也相當的不錯。它們都不好學，但也許這是個好事。努力弄清楚你遇到的復雜的概念，看看是否有其他人正在利用這些概念;經常的，你會在尋找這些不熟悉的概念的真正用意的時候實現思想上的突破。

當你開始學的時候，請注意，不要過于在意。就像其他任何需要你花時間和精力的事情一樣，過度的在函數式編程上進行精力上的投資是很危險的。掉進了認知能力的陷阱后你的投資會血本無歸。你很容易會忘掉世界上還有無數種計算模型，你更容易忘掉有多少種優(yōu)秀的軟件根本沒有使用任何的函數式概念。

學習的道路會越來越難走，但從另一方面說，在你日常的編程中，你會發(fā)現有越來越多的可以使用的重要概念和模型。對于這樣緊湊的編程風格你會越來越適應，必然，你也會對如何成為一名更好的軟件工程師有了新的認識。

補充

有不少校對這篇文章的人在看完文章后都問了我一個同樣的問題：“聽起來不錯，大衛(wèi)，可是我應該學習那種語言呢?”當然，這是他們給我出的難題。

我想，如果你是一個很有經驗的程序員，這最能“應付”這個問題的答案是：“選一種符合你的需求的”。如果你需要在JVM上工作，選擇Scala或Clojure。如果你想能快速的開發(fā)大型分布式軟件系統，選擇Erlang。如果你想要一種具有超強編譯器的超能干活的語言，請選擇Haskell或RCaml。如果你想要一種比Ruby或Python更有能力的原型工具，選擇Scheme。

請記住，我們在這里要做的這些目的是為了實際的技能和自我進步。如果你能騰出時間學這些，就走出你的安逸環(huán)境，挑戰(zhàn)自己。

因為我已經學習了Lisp和Erlang，而且使用OCaml做專業(yè)工作，我決定研究一下Haskell，這完全是另外一個世界。我發(fā)現唯一能幫助我參透這種語言的途徑是依賴Learn You A Haskell和 Real World Haskell 這兩本有用的指導材料。這些書寫的非常好，很有價值，而且可以免費在網上找到。如果你想試一下Haskell，這些書可以當作你的尋寶圖。(高端網站建設)

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