前幾天在Manning網買了本《Functional Programming in Scala》電子書，正好趁春節長假好好學習一下。
這不是一本關於Scala編程的書，而是介紹函數編程（Functional Programming，簡稱FP）概念和原理的書，用Scala作爲示例，其原理可以用於任何一種函數編程語言，例如F#、Erlang、clojure等。而一些其他語言如Python、Ruby、Javascript等，對函數編程的支持都很強，一些函數編程原理也可以同樣適用於這些語言。
第一章 什麼是函數編程
"函數編程"是一種"編程範式"（programming paradigm），也就是如何編寫程序的方法論。它基於這樣一個簡單的限制條件：只用“純函數”編寫程序，換句話說，就是隻用沒有“副作用”的函數編程。
通常情況下，以下一些操作都會帶來副作用:
- 修改變量
- 修改數據結構
- 設置對象的屬性
- 捕獲異常
- 控制檯輸入或者輸出
- 讀寫一個文件
- 往顯示屏上輸出
假設一個程序不能做以上任何事情，我們難以想象，這個程序還能有什麼用處。如果不能修改變量，那麼如何寫循環語句呢？函數編程就是告訴我們如何寫出不帶副作用的程序。事實證明，增加這種限制是有很多好處的，我們編寫的程序更加模塊化，純函數的程序更容易測試，重用，並行化。爲了獲得這些好處，我們必須轉變編程方式。
一個函數有一個類型A的輸入和B類型的輸出（在Scala中表示爲A => B），對於每個指定的類型A的值a，都有唯一一個對應的B類型的值b。
例如，intToString就是一個Int => String的函數，對於每個指定的Int類型的數，都輸出一個String類型的值。除此之外，它不做任何事情。換句話說，就是沒有可以察覺到的其他任何計算返回值以外的操作，我們稱這個函數爲“純函數”。其他的一些純函數比如“+”，對於任何給定的兩個整數，每次執行都會返回相同的一個整數。Java或者scala中String類型的length也是如此，其他還有很多這樣的純函數。
純函數可以用表達式取代另外一個表達式中的值，例如，x=3+5，那麼y=x+1 和 y=(3+5)+1 是完全等價的。非純函數就不是這樣了，下面用兩個例子說明它們之間的區別。
scala> val x = "Hello, World"
x: java.lang.String = Hello, World
scala> val r1 = x.reverse
r1: String = dlroW ,olleH
scala> val r2 = x.reverse
r2: String = dlroW ,olleH
scala> val r1 = "Hello, World".reverse
r1: String = dlroW ,olleH
val r2 = "Hello, World".reverse
r2: String = dlroW ,olleH
在這個例子中，reverse是一個純函數。reverse不會有副作用。
scala> val x = new StringBuilder("Hello")
x: java.lang.StringBuilder = Hello
scala> val y = x.append(", World")
y: java.lang.StringBuilder = Hello, World
scala> val r1 = y.toString
r1: java.lang.String = Hello, World
scala> val r2 = y.toString
r2: java.lang.String = Hello, World
scala> val x = new StringBuilder("Hello")
x: java.lang.StringBuilder = Hello
scala> val r1 = x.append(", World").toString
r1: java.lang.String = Hello, World
scala> val r2 = x.append(", World").toString
r2: java.lang.String = Hello, World, World
而在這裏例子中，append除了返回以外，還改變了x的值，帶來了副作用，因此它不是一個純函數。
增加了這樣限制的函數編程，給我們帶來了很大程度的模塊化。模塊化程序是可以理解的和可以重複使用的組件，它獨立於整體。這樣，整體的含義僅僅依賴於它的組件和它們之間組合的規則的含義。模塊可以看成是一個黑盒子，使得邏輯計算具有可重用性。後面的章節都是討論如何進行函數編程。