現(xiàn)代C函數(shù)式編程

　　導(dǎo)讀：本文作者從介紹函數(shù)式編程的概念入手，分析了函數(shù)式編程的表現(xiàn)形式和特性，最終通過現(xiàn)代C++的新特性以及一些模板云技巧實現(xiàn)了一個非常靈活的pipeline，展示了現(xiàn)代C++實現(xiàn)函數(shù)式編程的方法和技巧，同時也體現(xiàn)了現(xiàn)代C++的強大威力和無限可能。

　　概述

　　函數(shù)式編程是一種編程范式，它有下面的一些特征：

　　函數(shù)是一等公民，可以像數(shù)據(jù)一樣傳來傳去。高階函數(shù)遞歸pipeline惰性求值柯里化偏應(yīng)用函數(shù)

　　C++98/03中的函數(shù)對象，和C++11中的Lambda表達式、std：：function和std：：bind讓C++的函數(shù)式編程變得容易。我們可以利用C++11/14里的新特性來實現(xiàn)高階函數(shù)、鏈?zhǔn)秸{(diào)用、惰性求值和柯理化等函數(shù)式編程特性。本文將通過一些典型示例來講解如何使用現(xiàn)代C++來實現(xiàn)函數(shù)式編程。

　　高階函數(shù)和pipeline的表現(xiàn)形式

　　高階函數(shù)就是參數(shù)為函數(shù)或返回值為函數(shù)的函數(shù)，經(jīng)典的高階函數(shù)就是map、filter、fold和compose函數(shù)，比如Scala中高階函數(shù)：

　　map

　　numbers.map（（i： Int） =》 i * 2）

　　對列表中的每個元素應(yīng)用一個函數(shù)，返回應(yīng)用后的元素所組成的列表。

　　filter

　　numbers.filter（（i： Int） =》 i % 2== 0）

　　移除任何對傳入函數(shù)計算結(jié)果為false的元素。

　　fold

　　numbers.fold（0）{ （z， i）=》a + i }

　　將一個初始值和一個二元函數(shù)的結(jié)果累加起來。

　　compose

　　val fComposeG= f _compose g _fComposeG（“x”）

　　組合其它函數(shù)形成一個新函數(shù)f（g（x））。

　　上面的例子中，有的是參數(shù)為函數(shù)，有的是參數(shù)和返回值都是函數(shù)。高階函數(shù)不僅語義上更加抽象泛化，還能實現(xiàn)“函數(shù)是一等公民”，將函數(shù)像data一樣傳來傳去或者組合，非常靈活。其中，compose還可以實現(xiàn)惰性求值，compose的返回結(jié)果是一個函數(shù)，我們可以保存起來，在后面需要的時候調(diào)用。

　　pipeline把一組函數(shù)放到一個數(shù)組或是列表中，然后把數(shù)據(jù)傳給這個列表。數(shù)據(jù)就像一個鏈條一樣順序地被各個函數(shù)所操作，最終得到我們想要的結(jié)果。它的設(shè)計哲學(xué)就是讓每個功能就做一件事，并把這件事做到極致，軟件或程序的拼裝會變得更為簡單和直觀。

　　Scala中的鏈?zhǔn)秸{(diào)用是這樣的：

　　s（x）= （1to x）|》 filter（x =》 x % 2 == 0） |》 map （x =》 x * 2）

　　用法和Unix Shell的管道操作比較像，|前面的數(shù)據(jù)或函數(shù)作為|后面函數(shù)的輸入，順序執(zhí)行直到最后一個函數(shù)。

　　這種管道方式的函數(shù)調(diào)用讓邏輯看起來更加清晰明了，也非常靈活，允許你將多個高階函數(shù)自由組合成一個鏈條，同時還可以保存起來實現(xiàn)惰性求值?，F(xiàn)代C++實現(xiàn)這種pipeline也是比較容易的，下面來講解如何充分借助C++11/14的新特性來實現(xiàn)這些高階函數(shù)和pipeline。