JavaScript与函数式编程解释

2019-06-02 21:22:31王冬梅


调试

如果一个函数式程序不如你期望地运行,调试也是轻而易举。因为函数式程序的 bug 不依赖于执行前与其无关的代码路径,你遇到的问题就总是可以再现。在命令式程序中,bug 时隐时现,因为在那里函数的功能依赖与其他函数的副作用,你可能会在和 bug 的产生无关的方向探寻很久,毫无收获。函数式程序就不是这样——如果一个函数的结果是错误的,那么无论之前你还执行过什么,这个函数总是返回相同的错误结果。
一旦你将那个问题再现出来,寻其根源将毫不费力,甚至会让你开心。中断那个程序的执行然后检查堆栈,和命令式编程一样,栈里每一次函数调用的参数都呈现在你眼前。但是在命令式程序中只有这些参数还不够,函数还依赖于成员变量,全局变量和类的状态(这反过来也依赖着这许多情况)。函数式程序里函数只依赖于它的参数,而那些信息就在你注视的目光下!还有,在命令式程序里,只检查一个函数的返回值不能够让你确信这个函数已经正常工作了,你还要去查看那个函数作用域外数十个对象的状态来确认。对函数式程序,你要做的所有事就是查看其返回值!
沿着堆栈检查函数的参数和返回值,只要发现一个不尽合理的结果就进入那个函数然后一步步跟踪下去,重复这一个过程,直到它让你发现了 bug 的生成点。

并行
函数式程序无需任何修改即可并行执行。不用担心死锁和临界区,因为你从未用锁!函数式程序里没有任何数据被同一线程修改两次,更不用说两个不同的线程了。这意味着可以不假思索地简单增加线程而不会引发折磨着并行应用程序的传统问题。
事实既然如此,为什么并不是所有人都在需要高度并行作业的应用中采用函数式程序?嗯,他们正在这样做。爱立信公司设计了一种叫作 Erlang 的函数式语言并将它使用在需要极高抗错性和可扩展性的电信交换机上。还有很多人也发现了 Erlang 的优势并开始使用它。我们谈论的是电信通信控制系统,这与设计华尔街的典型系统相比对可靠性和可升级性要求高了得多。实际上,Erlang 系统并不可靠和易扩展,JavaScript 才是。Erlang 系统只是坚如磐石。
关于并行的故事还没有就此停止,即使你的程序本身就是单线程的,那么函数式程序的编译器仍然可以优化它使其运行于多个CPU上。请看下面这段代码:

String s1 = somewhatLongOperation1();
String s2 = somewhatLongOperation2();
String s3 = concatenate(s1, s2);

在函数编程语言中,编译器会分析代码,辨认出潜在耗时的创建字符串s1和s2的函数,然后并行地运行它们。这在命令式语言中是不可能的,因为在那里,每个函数都有可能修改了函数作用域以外的状态并且其后续的函数又会依赖这些修改。在函数式语言里,自动分析函数并找出适合并行执行的候选函数简单的像自动进行的函数内联化!在这个意义上,函数式风格的程序是“不会过时的技术(future proof)”(即使不喜欢用行业术语,但这回要破例一次)。硬件厂商已经无法让CPU运行得更快了,于是他们增加了处理器核心的速度并因并行而获得了四倍的速度提升。当然他们也顺便忘记提及我们的多花的钱只是用在了解决平行问题的软件上了。一小部分的命令式软件和 100% 的函数式软件都可以直接并行运行于这些机器上。