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函数式编程&响应式编程学习
最近在看《重构，改变现有代码设计》一书，其中提到提炼函数，于是想到了函数式编程，发现自己对于函数式编程还是停留在很浅的层面，所以打算写一篇讲讲函数式，本文只做自己的学习笔记；
编程范式
函数式编程是一种编程范式，那么首先什么是编程范式？维基百科：编程范型或编程范式（英语：Programming paradigm），（范即模范之意，范式即模式、方法），是一类典型的编程风格，是指从事软件工程的一类典型的风格（可以对照方法学）。如：函数式编程、程序编程、面向对象编程、指令式编程等等为不同的编程范型。
函数式的历史
函数式编程中最古老的例子莫过于1958年被创造出来的LISP了。用LISP编程可以达到精简人力的目的。函数式编程更加现代一些的例子包括scheme、Haskell、Clean、Erlang和Miranda等。虽然λ演算并非设计来于计算机上运行，但它可以被视作第一个函数式编程语言。1980年代末期，集函数式编程研究成果于大成的Haskell发布。
函数式编程
函数式编程（英语：functional programming）或称函数程序设计，又称泛函编程，是一种编程范型，它将电脑运算视为数学上的函数计算，并且避免使用程序状态以及易变对象。函数编程语言最重要的基础是λ演算（lambda calculus）。而且λ演算的函数可以接受函数当作输入（引数）和输出（传出值）。 比起命令式编程，函数式编程更加强调程序执行的结果而非执行的过程，倡导利用若干简单的执行单元让计算结果不断渐进，逐层推导复杂的运算，而不是设计一个复杂的执行过程。
以上所述来自维基百科；
上面一大堆理论，看的有点晕；我们来看一个例子，这样更容易理解函数式编程，现在有一个数学表达式：
(1 + 2) * 3 - 4
传统的过程式编程，可能这样写：
a = 1 + 2;
b = a * 3;
c = b - 4;
函数式编程要求使用函数，我们可以把运算过程定义为不同的函数，然后写成下面这样：
result = subtract(multiply(add(1,2), 3), 4);
函数式编程的特性
1. 函数是”第一等公民”
所谓”第一等公民”（first class），指的是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。 原因是函数式编程的开发动机，一开始就是为了处理运算（computation），不考虑系统的读写（I/O）。”语句”属于对系统的读写操作，所以就被排斥在外。 当然，实际应用中，不做I/O是不可能的。因此，编程过程中，函数式编程只要求把I/O限制到最小，不要有不必要的读写行为，保持计算过程的单纯性。
3. 没有”副作用”
所谓”副作用”（side effect），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
上一点已经提到，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。 在其他类型的语言中，变量往往用来保存”状态”（state）。不修改变量，意味着状态不能保存在变量中。函数式编程使用参数保存状态，最好的例子就是递归。下面的代码是一个将字符串逆序排列的函数，它演示了不同的参数如何决定了运算所处的”状态”。
function reverse(string) {
if(string.length == 0) {
return string;
} else {
return reverse(string.substring(1, string.length)) + string.substring(0, 1);
}
}
由于使用了递归，函数式语言的运行速度比较慢，这是它长期不能在业界推广的主要原因。
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。 有了前面的第三点和第四点，这点是很显然的。其他类型的语言，函数的返回值往往与系统状态有关，不同的状态之下，返回值是不一样的。这就叫”引用不透明”，很不利于观察和理解程序的行为。
意义
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。
2. 接近自然语言，易于理解
函数式编程的自由度很高，可以写出很接近自然语言的代码。
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）。
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。
以上所述来自大神阮一峰的博客函数式编程初探
速度和空间上的顾虑
函数式编程常被认为严重耗费CPU和内存资源。主因有二：
- 在实现早期的函数式编程语言时并没有考虑过效率问题。
- 有些非函数式编程语言为求提升速度，不提供自动边界检查或自动垃圾回收等功能。
回到开头，对于非函数式编程来说，函数式编程非常有借鉴意义，对于代码重构，模块解耦有非常大的帮助。本文仅用作本人学习之用，学习函数式的一些概念，如有不当之处，还请指点；
函数编程之尾递归
尾调用（Tail Call）是函数式编程的一个重要概念，本文介绍它的含义和用法。
现有答案理解起来都好复杂，我答个简单易懂的。尾递归就是操作的最后一步是调用自身的递归。 尾调用不一定出现在函数尾部，只要是最后一步操作即可。
这是尾递归：
function f(x) {
if (x === 1) return 1;
return f(x-1);
}
（这个程序没什么意义，仅作为理解辅助之用）。
这不是尾递归：
function f(x) {
if (x === 1) return 1;
return 1 + f(x-1);
}
后者不是尾递归，是因为该函数的最后一步操作是用1加上f(x-1)的返回结果，因此，最后一步操作不是调用自身。注意，后面这段代码的递归也发生在函数末尾，但它不是尾递归。尾递归的判断标准是函数运行最后一步是否调用自身，而不是是否在函数的最后一行调用自身。因此阶乘n!的递归求法，尽管看起来递归发生在函数末尾，其实也不是尾递归：
function factorial(n) {
if (n === 1) return 1;
return n * factorial(n-1); // 最后一步不是调用自身，因此不是尾递归
}
使用尾递归可以带来一个好处：因为进入最后一步后不再需要参考外层函数（caller）的信息，因此没必要保存外层函数的stack，递归需要用的stack只有目前这层函数的，因此避免了栈溢出风险。一些语言提供了尾递归优化，当识别出使用了尾递归时，会相应地只保留当前层函数的stack，节省内存。
所以，在没有尾递归优化的语言，如java, python中，鼓励用迭代iteration来改写尾递归；在有尾递归优化的语言如Erlang中，鼓励用尾递归来改写其他形式的递归。
函数编程之柯里化
函数式编程有一个概念，叫做柯里化（currying），意思是将多参数的函数转换成单参数的形式。
function factorial(n, total = 1) {
if (n === 1) return total;
return factorial(n - 1, n * total);
}
factorial(5) // 120
响应式编程
在计算机中，响应式编程是一种面向数据流和变化传播的编程范式。数据更新是相关联的。这意味着可以在编程语言中很方便地表达静态或动态的数据流，而相关的计算模型会自动将变化的值通过数据流进行传播。
命令式编程就是通过表达式或语句来改变状态量，例如c = a + b就是一个表达式，它创建了一个名称为c的状态量，其值为a与b的加和。下面的a = 5是另一个语句，它改变了a的值，但这时c是没有变化的。所以命令式编程中c = a + b只是一个瞬时的过程，而不是一个关系描述。在传统的开发中，想让c跟随a和b的变化而变化是比较困难的。而让c的值实时等于a与b的加和的编程方式就是响应式编程。
把函数范式里的一套思路和响应式编程合起来就是函数响应式编程。
在MVC软件架构中，响应式编程允许将相关模型的变化自动反映到视图上，反之亦然。
