python课堂整理14---函数式编程

一、分类

当下主流的编程方法大体分为三类

1. 面向过程

2. 函数式

3. 面向对象

二、函数式编程：函数式 = 编程语言定义的函数 + 数学意义的函数

特征：1. 不可变数据

　　　2. 第一类对象

3. 尾调用优化（尾递归）

例一、不可变：不用变量保存状态，不修改变量

#非函数式

a = 1
def test1():
    global a
    a += 1
    return a
b = test1()
print(b)

#函数式

n = 1
def test2(n):
    return n + 1
print(test2(2))
print(n)例

例二、第一类对象：函数即变量

1. 函数名可以当作参数传递

2. 返回值可以是函数名

①

def foo(n):
    print(n)
def bar(name):
    print('my name is %s'%name)

foo(bar('dabai'))

②

def handle():
    print('from hamdle')
    return handle
h = handle()
h()
print(h)   #打印handle的内存地址

③

def test1():
    print('from test1')
def test2():
    print('from test2')
    return test1()  #return了test1的返回值

a = test2()
print(a)

三、尾调用优化

尾调用的关键就在于是在函数的最后一步去调用别的函数，那么在最后一步调用有何好处，根据函数即变量的定义，定义a 函数，a 内调用函数b，b内调用函数c，在内存中会形成一个调用记录，又称调用帧（call frame），用于保存调用位置和内部变量等信息，即a-->b-->c,直到c返回结果给b，c的调用记录才会消失，b返回给a,b的调用记录消失，a返回结果，a的调用记录消失，所有的调用记录都是先进后出，形成一个调用栈（call stack）

尾调用由于是函数的最后一步操作，所以不需要保留外层函数的调用记录，因为调用位置、内部变量等信息都不会再用到了，只要直接用内层函数的调用记录，取代外层函数的调用记录就可以了。

def bar(n):
    return n
def foo(x):
    return bar(x)
print(foo(3))

#foo(3)就等于bar(3)，也就是说，foo在最后一步调用了bar，然后foo的调用记录就清除了，

剩下得就是bar自己得事情了，所有内存里永远只保留一个调用记录

#函数bar在foo内为非尾调用

def bar(n):
    return n
def foo(x):
    y = bar(x)
    return y
a = foo(3)
print(a)

#函数bar在foo内为非尾调用

def bar(n):
    return n
def foo(x):
    return bar(x) + 1
a = foo(3)
print(a)　

由递归转化为尾递归：

下面代码是一个阶乘函数，计算n的阶层，最多需要保留n个调用记录

def fact(n):
    if n == 1:
        return n
    return n * fact(n - 1)

print(fact(5))

#如果改为尾递归，只保留一个记录

def fact(n, m):
    if n == 1:
        return m
    return fact(n - 1 , n * m)
print(fact(5, 1))