技术趋势：Functional Pogramming函数编程风云再起

Question

甫于日前落幕的Software Development 2.0研讨会，来宾之一的Andrei Alexandrescu被问到未来编程语言的趋势时，他认为函数编程（Functional Pogramming）可能会再度兴起。我认同他的看法，我过去发表的JavaFX文章中，碰巧也有提到这一点。

目前两大开发平台（Java与.NET）都开始出现函数编程思维的踪迹。Java平台的JavaFX语言，具备所有重要函数编程的特色，所以应该归类为函数语言（或者至少是多重思维语言）；.NET平台的C# 3.0也存在相当多函数编程的影子。微软的LINQ本来就源自于函数语言，更不用提微软官方的F#语言，F#沿用相当多ML语言的语法，更是彻底的函数语言（其中的F，应该是Functional的意思）。

根据Tiobe对于2007年12月语言需求所做的统计，面向对象语言占54.4%，程序语言（Procedure Language）占41.9%，函数语言占2.0%，而逻辑语言占1.8%。以上加起来刚好百分之百。

但是，这样的分类并不精确。现在的语言很少是单一思维，几乎都是多重思维（Multi-paradigm），特别是面向对象和函数编程，因为两者间并没有冲突的地方，许多面向对象语言会渐渐纳入函数编程的特色。例如，尽管C# 3.0具有相当多函数语言的特色，但是依然会被Tiobe归类于面向对象语言的类别。

函数编程最重要的基础是Lambda Calculus，在C# 3.0称为「Lambda表示式」，在Python称为「Lambda函数」，在PowerShell称为Scriptblock（剧本区块），在Java称为匿名方法（Anonymous Method），不同语言会用不同名词称呼它，但其实都是类似的东西。从这个角度来看，许多主流语言多少都具备函数编程的能力。这个趋势应该会延续下去，许多既有语言推出新版本时，会持续加入函数语言的特色。

另外，我最喜欢的REBOL，许多人工智能专家使用的Common Lisp，近年兴起的Erlang，Perl高手唐凤专精的Haskell，这些也都是函数语言。为什么我们喜欢函数编程？因为函数编程可以让我们把时间花在有生产力的事情上，而不是处理许多琐碎的事。简单地说，函数语言可以让我们用简单的方式写程序，但是威力又强大。

编程语言专家Ravi Sethi教授认为「简单」与「威力」，正是函数编程的两大优势。简单，来自于以「值」（Value）为中心，不用理会下面平台是什么机器、内存要如何配置、如何指定。函数编程的威力，则来自于「递归」以及将函数视为「First-class」（一等）的值（函数本身就是值，可以被传递、被指定）。

自动内存管理虽然始于函数语言，但是近年来已经进入各大主流语言。而将函数视为一等的数据型别，也开始进入各大主流语言。这些都要归功于函数语言，尤其是Lisp。

Lisp是函数语言的始祖，诞生于1958年，相当于50年前。换算成人类年龄的话，Lisp已经算是程序语言中的人瑞了。Lisp的后继者众多，其中，至今仍然最活跃的是诞生于1980年代的Common Lisp，它在Tiobe的排名是第十七名。在Peter Seibel写出《Practical Common Lisp》一书，并得到Jolt Award之后，让大家逐渐对Common Lisp一改印象，开始认为它不只是学术上的语言，而是一种务实的语言。

一般来说，相较于C、Pascal这类命令式编程（Imperative Programming），函数编程的缺点是效率比较差，这也是函数语言一直无法流行的主因之一。不过，随着处理器速度的提升，编译程序技术的进步，都让效率不再是问题，甚至在数学运算上，用Clean与OCaml（这些都是函数语言）开发出来的程序，效率也不会比C差。

尤其是在多核心处理器和分布式计算时代，函数编程更是比Imperative编程具有更强的优势。例如近年来逐渐受到重视的Erlang，正是将重点放在Concurrency与容错上。用Erlang可以轻松开发出来的系统，如果改用别种语言开发，可能会造成程序长度暴增以及不稳定的情况。

如果你想学习函数编程，而且如果你使用.NET平台，我会建议你使用F#；如果你使用Java平台，你可以考虑JavaFX；如果你没有Java与.NET平台考虑的话，那么你可以选择Common Lisp与Erlang。

若未曾使用过函数编程技术，思维就会受到传统Imperative编程作法的拉扯，一开始时会很不习惯，但只要坚持下去，等到跨过门坎之后，函数编程其实更自然，生产力更高