17 | 函数式编程:一种越来越流行的编程范式
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函数式编程是一种流行的编程范式,特别适合并行和并发编程。本文以C++代码为例,展示了函数式编程的应用场景和特点。通过一个文件行数统计的例子,演示了如何使用函数式编程思想来简化代码,提高可读性和简洁性。文章强调了函数式编程的特点,包括纯函数的概念、高阶函数的应用以及命令式编程和说明式编程的对比。作者建议结合命令式和说明式编程的优势,写出易读且高性能的代码。另外,文章还介绍了Y组合子的概念和在C++中的实现。总的来说,函数式编程的优势在于代码简洁、易于推理和易于理解,对于提高代码质量和开发效率有着积极的影响。文章还提供了一些参考资料,方便读者深入学习函数式编程。
《现代 C++ 编程实战》,新⼈⾸单¥59
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- 驰骋Y-Combinator被你说高深了。递归就是自己调用自己。lamda表达式想递归,困难在于不知道自己的函数名,怎么办?调用不了自己,难道还调用不了别人。所以lamda表达式调用了Y-Combinator去间接调用自己,而Y-Combinator只不过:一,记录lamda表达式;二,转调lamda表达式。这就好比普京受制于连任时间限制,如果想继续连任,则找个代言人Y-Combinator继任。代言人的唯一作用就是到期传位普京。
作者回复: 哈哈,有意思的比喻。以前学过函数式编程?
2020-01-07253 - 罗 乾 林参考 istream_line_reader 实现的,望老师斧正 template<typename _InIt, typename _Fun> class filter_view { public: class iterator { // 实现 InputIterator public: using iterator_category = input_iterator_tag; using value_type = typename _InIt::value_type; using difference_type = typename _InIt::difference_type; using pointer = typename _InIt::pointer; using reference = value_type&; iterator(_InIt _First, _InIt _Last, _Fun f) :_First(_First), _Last(_Last), _fun(f) { ++(*this); } reference operator*() const noexcept { return *_Cur; } pointer operator->() const noexcept { return &(*_Cur); } iterator& operator++() { while (_First != _Last && !_fun(*_First)) { _First++; } _Cur = _First; if (_First != _Last) { _First++; } return *this; } iterator operator++(int) { iterator temp(*this); ++(*this); return temp; } bool operator==(const iterator& rhs) const noexcept { return _Cur == rhs._Cur; } bool operator!=(const iterator& rhs) const noexcept { return !operator==(rhs); } private: _InIt _First; _InIt _Last; _InIt _Cur; _Fun _fun; }; filter_view(_InIt _First, _InIt _Last, _Fun f) :_First(_First), _Last(_Last), _fun(f) { } iterator begin() const noexcept { return iterator(_First, _Last, _fun); } iterator end() const noexcept { return iterator(_Last, _Last, _fun); } private: _InIt _First; _InIt _Last; _Fun _fun; };
作者回复: OK,没啥大问题。 代码风格要稍微说明一下。你似乎是模拟了库代码的风格,这还是有点风险的。在一般的用户代码里,不应该出现双下划线打头、或者下划线加大写字母打头的标识符——这是给系统保留的。 详见: https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/identifiers
2020-01-0345 - Resolution调不了自己, 就调别人 auto factorial = [](int n) { auto F = [](auto f, int n) -> int { if (n == 0) return 1; else return n * f(f,n - 1); }; return F(F, n); };
作者回复: 😋
2023-10-04归属地:四川2 - Frank吴老师,为什么c++不能在返回值优化,支持把rvalue通过move构造给一个lvalue引用。我想实现模板中的协变,函数返回local variable,只能通过声明返回值类型为引用和指针才能协变支持返回值多态。把一个生命周期短的variable自动move给返回值不是应该的吗?这个场景在工厂场景下应该很常见吧。 class Base{ } class Derive : public Base {} class Factory { Bae & create(){ return Base(); } class SubFactory : public Factory{ Base & create (){ return Derive(); } } 这里的返回值类型也有可能是泛型参数,现在看来只能用智能指针包一层,通过move构造返回,这看起来不太方便。 }
作者回复: 首先,按你目前代码的写法(非virtual方法),把create函数的返回值改成 Base 和 Derived 是可以工作的。即,如果能做到静态多态的话,各个函数返回实际类型即可。 可是,如果按照一般的做法,Base 加上虚析构,create 标成 virtual 的话,情况就不一样了。虚函数必须返回同样的类型,或者如果是指针/引用类型的话,按“协变”的要求,覆写的虚函数返回的指针/引用是被覆写的虚函数的返回类型的子类。因为虚函数被调用时,编译器是不知道实际调用的是哪个函数,如果返回非指针/引用的子类对象的话,编译器连怎么拷贝、移动这个对象都不知道了……
2021-03-3162 - 泰伦卢请问老师,map和reduce.那是最新的语句吗?还是有第三方库?那个TBB?
作者回复: map-reduce 是一种方法,已经有很久了。在 C++ 里的直接对应是 transform 和 accumulate。TBB 见参考资料 [7]。
2020-01-032 - geek课后思考的一种实现,请老师指正一下其中存在的问题。 template <typename T = std::vector<int>> class filter_view { public: filter_view(){} filter_view(typename T::iterator begin, typename T::iterator end, std::function<bool(int)> func):begin_(begin),end_(end),func_(func){} class iterator { public: iterator(typename T::iterator end):end_(end){} iterator(typename T::iterator begin, std::function<bool(int)> func):begin_(begin), func_(func) {} int operator*() { if (!func_(*begin_)) return 0; return *begin_; } int operator->() { if (!func_(*begin_)) return 0; return *begin_; } iterator operator++(int n) { ++begin_; return *this; } iterator operator++() { iterator t = *this; operator++(0); return t; } bool operator==(const iterator& o) const { return begin_ == o.begin_; } bool operator!=(const iterator& o) const { return !(begin_ == o.end_); } private: typename T::iterator begin_; typename T::iterator end_; std::function<bool(int)> func_; }; iterator begin() { if (!func_) { throw std::logic_error("func_ is null"); } return iterator(begin_,func_); } iterator end() { if (!func_) { throw std::logic_error("func_ is null"); } return iterator(end_); } private: typename T::iterator begin_; typename T::iterator end_; std::function<bool(int)> func_; };
作者回复: 看一下“加餐”里我的参考实现吧。你的这个问题还不少。不够通用,而且前置和后置++的理解反了,返回类型也不对——前置应返回引用,后置返回对象。后置++的参数是假的,永远不需要传递,也不应该给出名字。你写 it++; 时,编译器会自动调用 it.operator++(int)(示意,不是合法代码)。
2021-03-1721 - Geek_595be5请问演示并行读取文件的代码例子中,最后有补充说“并行读取性能一般也不会快于顺序读取”,为什么并行和顺序读取性能差不多呢?
作者回复: 因为瓶颈多半不在计算,而在I/O上。如果是普通磁盘,并发读取还可能更慢,因为寻道需要额外的时间。
2023-08-23归属地:中国香港 - 常振华函数式编程在并发场合下的确有优势,但是普通应用,比如递归,实现起来比命令式复杂那么多,可读性更差,意义何在。而且函数式编程的代码简洁性不如直接命令式+注释
作者回复: 可读性问题,仁者见仁,智者见智。我不认为函数式编程一定更优越,但有些场景,函数式写法就是有优势的(反过来的场合当然也有)。C++的多范式,就是允许你在同一程序里根据需求自由使用不同的范式。 说函数式编程代码简洁性不如直接命令式,我想我开头的例子已经可以反驳这个观点了。函数式风格通常代码还容易重用,这也是特点之一。
2021-10-15 - chang我也贴下我的实现,参考了前面一些同学的,望老师指正不足之处: template<typename It, typename Comp> class filter_view { public: class iterator { public: //支持内置指针 using value_type = typename std::iterator_traits<It>::value_type; using difference_type = typename std::iterator_traits<It>::difference_type; using pointer = value_type*; using reference = value_type&; using iterator_category = std::input_iterator_tag; iterator(It it, It e, Comp cmp) : it_(it), e_(e), cmp_(cmp) { skipNoMatch(); } iterator& operator++() { ++it_; skipNoMatch(); return *this; } auto operator*() { return *it_; } bool operator==(const iterator &rhs) const { return it_ == rhs.it_; } bool operator!=(const iterator &rhs) const { return !(*this == rhs); } private: void skipNoMatch() { while (it_ != e_ && !cmp_(*it_)) { ++it_; } } private: It it_; It e_; Comp cmp_; }; filter_view(It b, It e, Comp cmp) : b_(b), e_(e), cmp_(cmp) {} iterator begin() const { return iterator(b_, e_, cmp_); } iterator end() const { return iterator(e_, e_, cmp_); } private: It b_; It e_; Comp cmp_; };
作者回复: OK,没什么大问题。 要完全满足将来的概念检查的话,最好再加上后置 ++ 和 -> 的实现。
2021-06-09 - Frank吴老师,我重写了map-reduce逻辑(lazy evaluation),但是目前的flatten功能输出有点混乱,我暂时没排查出结果。能帮我看下吗?https://github.com/franklucky001/fp-map-reduce/blob/master/main.cpp
作者回复: 对不起,我目前没时间看这么复杂的代码。
2021-04-062