Why functional programming

Programming

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 2020/05/30 

我为什么喜欢函数式编程风格

函数式编程？

当你上网查询函数式编程的时候，大概能查到以下几个关键词：

数据不可变

函数是一等公民（和其他数据类型一样，可以当作参数传递，可以赋值给变量）

没有副作用

……

大家列举了成吨的优点，仿佛不用函数式编程你就赶不上后浪了。

函数式编程希望通过制定一些原则，避免写出难以维护的代码。

我为什么喜欢函数式编程风格

函数式的编程风格提高了代码的可读性，可维护性，可测试性。

纯函数的好处

纯函数是这样一种函数，即相同的输入，永远会得到相同的输出，而且没有任何可观察的副作用。
—— 函数式编程指北

可读性和可维护性

在写代码的时候，经常需要维护一个当前状态。有状态的代码是比较难维护的。

class Scratch {
    private Integer sum;

    void plus() {
        sum++;
    }

    void init() {
        sum = 1;
    }

    void deInit() {
        sum = null;
    }

    void manipulate() {
        // impl
    }
}

当我试图分析 manipulate 函数的时候，我对 sum 的状态其实并不是很清楚，为此我还需要看 init 函数，以及别的函数，确认 sum 可能的状态，才能实现 manipulate 函数，而且此时无法确认调用 manipulate 函数时 sum 是否可能为空。哪怕目前的用例可以保证调用这个方法之前一定执行了 init 函数，我也担心后面有别的需求偷偷摸摸的调用了 deinit 函数，所以我需要一开始就处理异常，判断一下 sum 是否可能为空。

如果这个类经过了长年的维护，增加了 N 个方法，长度达到了一千行，那这个类里面任何一个使用 sum 的函数都需要小心谨慎的在使用之前判断一下 sum 的状态，如果还涉及到了多线程操作，我的天呐，这个代码你来维护吧，我写不下去了。

当我开始强调纯函数的概念时。我的代码会变成这样：

class Scratch {
    
    Integer plusOne(Integer num) {
        return num + 1;
    }

    void manipulate(Integer num) {
        // impl
    }
}

去掉了维护的状态，一个函数只干一件事情，对于一个输入，始终返回一个稳定的结果。当分析一个函数时，思路可以缩小到这个函数本身，不用再关注其他函数的实现是否会对这个函数产生影响。

当我想避免在 manipulate 函数中处理 num 为空的状态时，我只需要增加一个 Annotation 声明，并且检查一下这个函数的调用处就好了，大大地缩小的代码改动范围。代码可维护性得到了提升。

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void manipulate(@NotNull Integer num) {
        // impl
}

可测试性

data class Data(val num: Int)

class Controller {
    private lateinit var data: Data

    fun load() {
        TODO("Load data from Internet")
    }

    fun getTip(): String {
        return "data is $data"
    }
}

如果要给 getTip 加一个单元测试，就需要想办法给 data 赋值。

如果 load 的实现非常简单，那 mock 一个网络请求问题也不是很大。但总是觉得很烦，我明明就只想测一下 getTip 这个函数，为什么还需要关心 Controller 的数据是怎么加载出来的？

当 load 的实现需要把 N 个 API 返回的数据组合的时候，有写 mock 代码的功夫，我单元测试都写完三轮了。

怎么办呢？简单啊，把 data 设成 public 不就完了么？

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class Controller {
    lateinit var data: Data
}

有效，但是太暴力了。一个本来应该内部维护的状态，被暴露到外面，现在谁都可以修改 Controller.data 了，太危险。

那我们再加一个 @VisibleForTests 吧，这样 IDE 就会警告了。除了测试代码，外部的别的代码都不允许直接访问 data 字段。但是你知道的，对于程序员来说，Warning 根本不算啥，我们只关注 Error。

还有什么好办法么？去掉 getTip 函数依赖的状态

data class Data(val num: Int)

class Controller {
    lateinit var data: Data
        private set

    fun load() {
        TODO("Load data from Internet")
    }

    fun getTip(data: Data): String {
        return "data is $data"
    }
}