第一章 Introduction to functional programming-函数式编程介绍

第一章 函数式编程介绍

函数式编程是一种编程范式。在其中，函数是一等公民，函数能够付给其余变量，也能够做为另外一个函数的参数或返回值。函数式编程要求，只使用表达式，不使用语句。

函数式编程是声明式的编程，它与命令式编程不一样。命令意味着要命令计算机作某事，明确它须要执行的每一步，以计算结果。声明意味着你说明该作什么，而后编程语言的任务是找出如何作，一般它定义是什么，而不是一步一步告诉计算机去执行。

理解命令式和声明式编程的例子

想象一下，你编写一个函数，它接收文件列表并计算每一个文件中的行数。
命令式的作法可能会是这样：

• 打开每个文件
• 定义一个count变量去存储行数
• 每次一个字符一个字符的读文件，当遇到换行符时，count++
• 到了文件末尾，存储count的值

下面是代码：

auto count_lines_in_file(const std::vector<std::string>& files) -> std::vector<int>
{
    std::vector<int> result;
    int c = 0;

    for (const auto& file : files)
    {
        int count_lines = 0;
        std::ifstream in(file);
        while (c = in.get())
        {
            if (c == '\n')
                count_lines++;
        }
        result.push_back(count_lines);
    }
    return result;
}

但上面的代码易出错，好比未初始化的变量、if、while的条件等等。
下面作法用到了std::count算法和输入流迭代器简化了代码：

int count_lines(const std::string& file)
{
    std::ifstream in(file);
    // 像对容器同样，也能够对流迭代器使用stl算法
    return std::count(std::istreambuf_iterator<char>(in), std::istreambuf_iterator<char>(), '\n');
}

auto count_lines_in_file(std::vector<std::string>& files) -> std::vector<int>
{
    std::vector<int> result;

    for (auto& file : files)
    {
        result.push_back(count_lines(file));
    }
}

在上面这个解决方案中，你不用关心count_lines是如何实现的，count_lines只是指出了计算文件的行数。这就是函数式编程的意图。

让咱们再次简化代码，接近函数式编程，此次使用了std::transform：

auto coutn_lines_in_file3(std::vector<std::string>& files)
{
    std::vector<int> result;
    std::transform(files.begin(), files.end(), result.begin(), count_lines);
    return result;
}

到了c++20，能够使用范围库再次简化：

auto count_lines_in_file4(std::vector<std::string>& files)
{
    // 使用管道操做符(c++20)
    return files | std::transform(count_lines);
}