Python函数式编程指南（一）：函数式编程概述

1. 函数式编程概述

1.1. 什么是函数式编程？

函数式编程使用一系列的函数解决问题。函数仅接受输入并产生输出，不包含任何能影响产生输出的内部状态。任何情况下，使用相同的参数调用函数始终能产生同样的结果。

在一个函数式的程序中，输入的数据“流过”一系列的函数，每一个函数根据它的输入产生输出。函数式风格避免编写有“边界效应”(side effects)的函数：修改内部状态，或者是其他无法反应在输出上的变化。完全没有边界效应的函数被称为“纯函数式的”(purely functional)。避免边界效应意味着不使用在程序运行时可变的数据结构，输出只依赖于输入。

可以认为函数式编程刚好站在了面向对象编程的对立面。对象通常包含内部状态（字段），和许多能修改这些状态的函数，程序则由不断修改状态构成；函数式编程则极力避免状态改动，并通过在函数间传递数据流进行工作。但这并不是说无法同时使用函数式编程和面向对象编程，事实上，复杂的系统一般会采用面向对象技术建模，但混合使用函数式风格还能让你额外享受函数式风格的优点。

1.2. 为什么使用函数式编程？

函数式的风格通常被认为有如下优点：

1.逻辑可证
这是一个学术上的优点：没有边界效应使得更容易从逻辑上证明程序是正确的（而不是通过测试）。
2.模块化
函数式编程推崇简单原则，一个函数只做一件事情，将大的功能拆分成尽可能小的模块。小的函数更易于阅读和检查错误。
3.组件化
小的函数更容易加以组合形成新的功能。
4.易于调试
细化的、定义清晰的函数使得调试更加简单。当程序不正常运行时，每一个函数都是检查数据是否正确的接口，能更快速地排除没有问题的代码，定位到出现问题的地方。
5.易于测试
不依赖于系统状态的函数无须在测试前构造测试桩，使得编写单元测试更加容易。
6.更高的生产率
函数式编程产生的代码比其他技术更少（往往是其他技术的一半左右），并且更容易阅读和维护。

1.3. 如何辨认函数式风格？

支持函数式编程的语言通常具有如下特征，大量使用这些特征的代码即可被认为是函数式的：

函数是一等公民

函数能作为参数传递，或者是作为返回值返回。这个特性使得模板方法模式非常易于编写，这也促使了这个模式被更频繁地使用。
以一个简单的集合排序为例，假设lst是一个数集，并拥有一个排序方法sort需要将如何确定顺序作为参数。
如果函数不能作为参数，那么lst的sort方法只能接受普通对象作为参数。这样一来我们需要首先定义一个接口，然后定义一个实现该接口的类，最后将该类的一个实例传给sort方法，由sort调用这个实例的compare方法，就像这样：