编程即是编制对数据进行运算的过程.特殊的运算必须用特定的数据结构来支持有效运算.如果没有数据结构的支持,我们就只能为每条数据申明一个内存地址了,然后使用这些地址来操作这些数据,也就是我们熟悉的申明变量再对变量进行读写这个过程了.试想想如果没有数据结构,那我们要申明多少个变量呢.所以说,数据结构是任何编程不可缺少的元素. 泛函编程使用泛函数据结构(Functional Data Structure)来支持泛函程序.泛函数据结构的特点是”不可变特性“(Immutability), 是泛函编程中函数组…

对OOP编程人员来说,泛函状态State是一种全新的数据类型.我们在上节做了些介绍,在这节我们讨论一下State类型的应用:用一个具体的例子来示范如何使用State类型.以下是这个例子的具体描述: 模拟一个自动糖果贩售机逻辑:贩售机有两种操作方法:投入硬币和扭动出糖旋钮.贩售机可以处于锁定和放开两种状态.模拟运作跟踪贩售机内当前的糖果和硬币数量.贩售机的操作逻辑要求如下: 1.如果机内有糖的话,投入硬币贩售机从锁定状态进入放开状态 2.在放开状态下扭动旋钮贩售机放出一块糖果后自动进入锁定状态 3…

泛函编程的核心模式就是函数组合(compositionality).实现函数组合的必要条件之一就是参与组合的各方程序都必须是纯代码的(pure code).所谓纯代码就是程序中的所有表达式都必须是Referentially Transparent(RT,等量可替换的),它的意思是:在一段程序p中,所有的表达式e都可以用e的运算结果替代而不影响到p的运算结果,那么e就是RT等量可替换的,也就是说程序p是由纯代码组成的.但如果程序p中包含了一些变量,这些变量的状态就会影响到程序中e的运算结果,那么p…

IO处理可以说是计算机技术的核心.不是吗?使用计算机的目的就是希望它对输入数据进行运算后向我们输出计算结果.所谓Stream IO简单来说就是对一串按序相同类型的输入数据进行处理后输出计算结果.输入数据源可能是一串键盘字符.鼠标位置坐标.文件字符行.数据库纪录等.如何实现泛函模式的Stream IO处理则是泛函编程不可或缺的技术. 首先,我们先看一段较熟悉的IO程序: import java.io._ def linesGt4k(fileName: String): IO[Boolean] =…

在前面的几节讨论里我们终于得出了一个概括又通用的IO Process类型Process[F[_],O].这个类型同时可以代表数据源(Source)和数据终端(Sink).在这节讨论里我们将针对Process[F,O]的特性通过一些应用实例来示范它的组合性(composibility)和由数据源到接收终端IO全过程的功能完整性. 我们已经在前面的讨论中对IO Process的各种函数组合进行了调研和尝试,现在我们先探讨一下数据源设计方案:为了实现资源使用的安全性和IO程序的可组合性,我们必须保证无…

泛函编程方式其中一个特点就是普遍地使用递归算法,而且有些地方还无法避免使用递归算法.比如说flatMap就是一种推进式的递归算法,没了它就无法使用for-comprehension,那么泛函编程也就无法被称为Monadic Programming了.虽然递归算法能使代码更简洁易明,但同时又以占用堆栈(stack)方式运作.堆栈是软件程序有限资源,所以在使用递归算法对大型数据源进行运算时系统往往会出现StackOverflow错误.如果不想办法解决递归算法带来的StackOverflow问题,泛函…

上两期我们讨论了Monad.我们说Monad是个最有概括性(抽象性)的泛函数据类型,它可以覆盖绝大多数数据类型.任何数据类型只要能实现flatMap+unit这组Monad最基本组件函数就可以变成Monad实例,就可以使用Monad组件库像for-comprehension这样特殊的.Monad具备的泛函式数据结构内部的按序计算运行流程.针对不同的数据类型,flatMap+unit组件实现方式会有所不同,这是因为flatMap+unit代表着承载数据类型特别的计算行为.之前我们尝试了List,O…

在上一节我们介绍了Monad.我们知道Monad是一个高度概括的抽象模型.好像创造Monad的目的是为了抽取各种数据类型的共性组件函数汇集成一套组件库从而避免重复编码.这些能对什么是Monad提供一个明确的答案吗?我们先从上节设计的Monad组件库中的一些基本函数来加深一点对Monad的了解: trait Monad[M[_]] extends Functor[M] { def unit[A](a: A): M[A] def flatMap[A,B](ma: M[A])(f: A => M[B]…

上节介绍了泛函数据结构List及相关的泛函编程函数设计使用,还附带了少许多态类型(Polymorphic Type)及变形(Type Variance)的介绍.有关Polymorphism的详细介绍会放在typeclass讨论中.为了更多了解泛函数据结构(Functional Data Structure),想在这个章节把另一个我们熟悉的数据结构-Tree做些简单介绍. Tree的状态不是枝(Branch)就是叶(Leaf),这个很容易理解.那么就按照上节设计List那样设计Tree类型: tr…

上期我们讨论了IO处理过程:Process[I,O].我们说Process就像电视信号盒子一样有输入端和输出端两头.Process之间可以用一个Process的输出端与另一个Process的输入端连接起来形成一串具备多项数据处理功能的完整IO过程.但合成的IO过程两头输入端则需要接到一个数据源,而另外一端则可能会接到一个数据接收设备如文件.显示屏等.我们在这篇简单地先介绍一下IO数据源Source和IO数据接收端Sink. 我们先用一个独立的数据类型来代表数据源Source进行简单的示范说明,这…