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導(dǎo)語：函數(shù)式編程并不是新概念，實際上，在計算機(jī)科學(xué)出現(xiàn)之初，函數(shù)式編程就已經(jīng)嶄露頭角，教科書式的函數(shù)式編程語言LISP在1958年就誕生了，但是，為什么一直都是命令式編程和面向?qū)ο缶幊檀笮衅涞滥兀?/span>
函數(shù)式編程歷史
說來話長，想當(dāng)年，阿蘭·圖靈和馮·諾依曼祖師爺開天辟地，創(chuàng)立了計算機(jī)這門學(xué)科，因為這行前無古人，所以最早的一批學(xué)者都有其他專業(yè)的背景，有的是電子電氣方面的專家，有來自物理學(xué)科，還有的本來是數(shù)學(xué)家。不同的背景，也就帶來了對計算機(jī)發(fā)展方向的不同觀點。
當(dāng)時，數(shù)學(xué)家們提出的編程語言模型自然具有純數(shù)學(xué)的氣質(zhì)，也是最優(yōu)雅、最易于管理的解決方法。這其中的代表人物就是阿隆佐·邱奇（Alonzo Church），邱奇在計算機(jī)誕生之前就提出Lambda演算（Lambda Calculus）的概念，也就是用純函數(shù)的組合來描述計算過程。根據(jù)Lambda演算，如果一個問題能夠用一套函數(shù)組合的算法來描述，那就說明這個問題是可計算的，很自然，也就可以用編程語言的函數(shù)組合的方式來實現(xiàn)這樣的計算過程。
可是，數(shù)學(xué)家們的理念，并沒有在計算機(jī)發(fā)展初期被大范圍應(yīng)用，為什么呢？因為當(dāng)時的硬件制造技術(shù)還很不發(fā)達(dá)，電子元件遠(yuǎn)沒有當(dāng)今這樣的水平，那時候每一個電子元件制造成本高，而且體積大，無法在一小片芯片上放置很多元件，無論是運算元件還是存儲元件，都是又慢又貴。
既然物理硬件昂貴，那么只好省著點用了，這種情況下，和硬件靠得最近的物理學(xué)家和電子電氣工程師們掌握了編程語言的主流方向，命令式編程就是這樣發(fā)展起來的。
早期的編程工作中，程序員必須考慮硬件的架構(gòu)，如何使用CPU計算資源，如何巧妙利用有限的那么幾個寄存器（register），如果不考慮的話，性能肯定無法過關(guān)。在這樣的硬件條件下，函數(shù)式編程的想法要實現(xiàn)，只能通過一層軟件模擬來復(fù)現(xiàn)數(shù)學(xué)家設(shè)想的模型，這多出來的一層無疑要耗費性能，所以光是性能這一個因素，就讓函數(shù)式編程的實踐難以推廣。
還好，電子技術(shù)在飛速發(fā)展，計算機(jī)的運算能力和存儲能力不斷提高。1965年，電子芯片公司Intel的創(chuàng)始人戈登·摩爾根據(jù)觀察，做了這樣的斷言：“當(dāng)價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18～24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍?！边@也就是著名的“摩爾定律”，根據(jù)這個定律，計算機(jī)的計算能力是以指數(shù)趨勢增長，從那之后很長一段時間，軟件行業(yè)也一直在享受計算能力增長帶來的紅利。
但是，進(jìn)入21世紀(jì)之后，大家發(fā)現(xiàn)“摩爾定律”漸漸不管用了，集成電路上的元器件數(shù)目不能增長得這么快，因為，電子部件的密度快要達(dá)到物理極限了，一個集成電路上沒法聚集更多的器件，雖然工程師們還在進(jìn)一步提高CPU的性能，但是，普遍認(rèn)同的觀點是，單核的運算能力不可能保持摩爾定律的增長速度。
這時候，芯片的發(fā)展方向轉(zhuǎn)為多核，軟件架構(gòu)也向分布式方向發(fā)展。這種轉(zhuǎn)化很合理，既然一個核一秒鐘只能做N次運算，那么我用8個核，一秒就能進(jìn)行8*N次運算；同樣，一個CPU中核的數(shù)量雖然是有限的，但是可以把計算量分布在不同的計算機(jī)上，假如一臺計算機(jī)一秒鐘的運算能力是N，那么1000臺計算機(jī)，一秒鐘的計算能力就是1000*N。
既然硬件的解決方案只能如此，剩下的唯一問題就是，如何把運算分布到不同的核或者不同的計算機(jī)上去呢？如果是用命令式編程，真的很難，因為編寫協(xié)調(diào)多核或者分布式的任務(wù)處理程序非常困難，讓每個開發(fā)者都做這樣的工作，那真是非常不現(xiàn)實；然而，函數(shù)式編程卻能夠讓大部分開發(fā)者不需要操心任務(wù)處理，所以非常適合分布式計算的場景。
聲明式的函數(shù)，讓開發(fā)者只需要表達(dá)“想要做什么”，而不需要表達(dá)“怎么去做”，這樣就極大地簡化了開發(fā)者的工作。至于具體“怎么去做”，讓專門的任務(wù)協(xié)調(diào)框架去實現(xiàn)，這個框架可以靈活地分配工作給不同的核、不同的計算機(jī)，而開發(fā)者不必關(guān)心框架背后發(fā)生了什么。
與此同時，計算機(jī)業(yè)界也發(fā)現(xiàn)，隨著CPU性能和存儲設(shè)備性能的提高，當(dāng)初導(dǎo)致函數(shù)式編程性能問題的障礙，現(xiàn)在都不是問題了，這也給函數(shù)式編程崛起增加了助推力。
可能讀者會問，基于現(xiàn)在的計算機(jī)硬件架構(gòu)，用函數(shù)式編程寫出的程序，肯定性能會比命令式編程寫出來的要低一些吧？其實未必。首先，當(dāng)今軟件已經(jīng)是一個很復(fù)雜的系統(tǒng)，性能并不完全由是否更直接翻譯為機(jī)器語言決定。其次，在性能相當(dāng)?shù)那闆r下，軟件的開發(fā)速度要比運行速度重要得多。打個比方，用命令式編程，開發(fā)一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)花費6個月，每個請求處理時間是1毫秒；用函數(shù)式編程，開發(fā)同樣的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)花費3個月，每個請求處理時間是10毫秒，是否值得花3個月去獲得這9毫秒的性能增長呢？
要知道，從客戶端感知到的反應(yīng)速度，不光包含服務(wù)器端的計算處理時間，還包含網(wǎng)絡(luò)傳輸時間，比如平均網(wǎng)絡(luò)傳輸時間是200毫秒，200毫秒是一個比較正常的網(wǎng)絡(luò)延遲，那么訪問命令式編程服務(wù)的反應(yīng)時間是201毫秒，訪問函數(shù)式編程服務(wù)的反應(yīng)時間是210毫秒。201毫秒和210毫秒，用戶感知的性能沒有那么大的區(qū)別，這時候，我們當(dāng)然更愿意選擇能夠提高開發(fā)速度的方法。
語言演進(jìn)
除了硬件性能和軟件開發(fā)需求的推動，語言的演進(jìn)也是推動函數(shù)式編程被接受的一大動因。
曾幾何時，只有Haskell和LISP這樣的純函數(shù)式編程語言才高舉這面大旗，但是后來，一些本來屬于命令式陣營或者面向?qū)ο箨嚑I的編程語言也開始添加函數(shù)式的特性，這樣，更多的開發(fā)者能夠接觸到函數(shù)式這種編程思想。增加了函數(shù)式特性的這些語言，當(dāng)然包括JavaScript。
如果要學(xué)習(xí)最正統(tǒng)的函數(shù)式編程，比如Haskell，可能需要極大的耐心，因為學(xué)習(xí)過程中要涉及很多數(shù)學(xué)概念和推演，在開始實踐函數(shù)式編程之前，就要面對這么龐大的背景知識，很有可能學(xué)著學(xué)著就睡著了。在《深入淺出RxJS》中，不會灌輸給讀者繁復(fù)的數(shù)學(xué)理論，而是盡量用淺顯易懂的語言和代碼示例來介紹函數(shù)式編程，空有理論沒有實踐是無意義的。
函數(shù)式編程和面向?qū)ο缶幊痰谋容^
要介紹函數(shù)式編程（Functional Programming）就不得不拿另一個編程范式面向?qū)ο缶幊蹋∣bject Oriented Programming）作對比，因為面向?qū)ο缶幊淘?jīng)統(tǒng)治了業(yè)界很長一段時間，而函數(shù)式編程正在逐漸挑戰(zhàn)面向?qū)ο蟮牡匚弧?/span>
這兩種編程方式都可以讓代碼更容易理解，不過方式不同。簡單說來，面向?qū)ο蟮姆椒ò褷顟B(tài)的改變封裝起來，以此達(dá)到讓代碼清晰的目的；而函數(shù)式編程則是盡量減少變化的部分，以此讓代碼邏輯更加清晰。
面向?qū)ο蟮乃枷胧前褦?shù)據(jù)封裝在類的實例對象中，把數(shù)據(jù)藏起來，讓外部不能直接操作這些對象，只能通過類提供的實例方法來讀取和修改這些數(shù)據(jù)，這樣就限制了對數(shù)據(jù)的訪問方式。對于毫無節(jié)制任意修改數(shù)據(jù)的編程方式，面向?qū)ο鬅o疑是巨大的進(jìn)步，因為通過定義類的方法，可以控制對數(shù)據(jù)的操作。
但是，面向?qū)ο箅[藏數(shù)據(jù)的特點，帶來了一個先天的缺陷，就是數(shù)據(jù)的修改歷史完全被隱藏了。有人說，面向?qū)ο缶幊烫峁┝艘环N持續(xù)編寫爛代碼的方式，它讓你通過一系列補(bǔ)丁來拼湊程序。這話有點過激，但是也道出了面向?qū)ο缶幊痰娜秉c。
當(dāng)我們在代碼中看到一個對象實例的時候，即使知道了對象的當(dāng)前狀態(tài)，也沒法知道這個對象是如何一步一步走到這個狀態(tài)的，這種不確定性導(dǎo)致代碼可維護(hù)性下降。
函數(shù)式編程中，傾向于數(shù)據(jù)就是數(shù)據(jù)，函數(shù)就是函數(shù)，函數(shù)可以處理數(shù)據(jù)，也是并不像面向?qū)ο蟮念惛拍钜粯影褦?shù)據(jù)和函數(shù)封在一起，而是讓每個函數(shù)都不要去修改原有數(shù)據(jù)（不可變性），而且通過產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)來作為運算結(jié)果（純函數(shù)）。
