32|函数式编程第1关:实现高阶函数
宫文学
你好,我是宫文学。
前面三节课,我们探讨了怎么在现代语言中实现面向对象编程的特性。面向对象是一种重要的编程范式。还有另一种编程范式,也同样重要,并且近年来使用得很多,这就是函数式编程。从今天这节课开始,我们就来实现一下函数式编程。
函数式编程思想其实比面向对象编程思想的历史更长,早期的 Lisp 等语言都是函数式编程语言。像 JavaScript 等后来的语言,也继承了 Lisp 语言在函数式编程方面的思想,对函数式编程也有不错的支持。
近年,函数式编程思想得到了一定程度的复兴,部分原因是由于函数式编程能够更好地应对大规模的并发处理。我自己最近参与的项目,也在全面使用一门函数式编程语言,这也是对函数式编程的优势的认可。此外,像 Erlang 这种能够开发高可靠性系统的函数式编程语言,也一直是我感兴趣的研究对象。
对于函数式编程这个话题,很多书和文章都对它有过讲解。我在《编译原理实战课》的第 39 节,也对函数式编程特性的一些技术点做了分析。在我们的这门课里,因为要动手实现出来,所以目标不能太大,我们就挑几个最核心的技术点来实现一下,让你对函数式编程的底层机制有一次穿透性的了解。
今天这节课,我们主要来实现高阶函数的特性。对于函数式编程来说,高阶函数是实现其他功能的基础,属于最核心的技术点。那么,我们就先分析一下什么是高阶函数。
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函数式编程是一种重要的编程范式,本文介绍了实现高阶函数的技术要点。高阶函数是函数式编程的核心特性,允许函数本身作为数据来使用,从而可以灵活地声明变量、作为参数传递给其他函数,以及作为返回值从其他函数中返回。文章通过示例展示了如何使用TypeScript实现高阶函数,以及在编译器前端和AST解释器中的相关工作。在编译器前端方面,需要增加新的语法规则并做与函数类型相关的语义处理工作;而在AST解释器中,需要将函数作为值来传递,并升级AST解释器以支持函数式编程特性。通过这些工作,读者可以了解如何在现代语言中实现函数式编程的核心特性,以及函数式编程的优势,如将系统功能拆解成函数并灵活组合。文章内容深入浅出,为读者提供了对函数式编程的底层机制的穿透性了解。文章还介绍了在C语言中实现函数式编程思想的例子,展示了函数指针作为值传递的灵活性。文章总结了实现函数式编程的关键知识点,包括支持函数类型、在AST解释器中表示函数类型的变量值、以及在编译成可执行文件时将函数类型的变量值Lower成函数的地址。下一节课将继续探究函数式编程的特性。
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