函数式编程是命令式编程的子集吗？

Question

函数式编程的主要特征之一是使用无副作用函数。然而，这也可以用命令式语言来完成。对于递归和 lambda 函数（例如 C++0x）也是如此。因此我想知道命令式编程语言是否是函数式编程语言的超集。

Answer 1

我真的不能说它们是否是彼此的子集。不过，我可以告诉你的是（除了真正深奥的语言）它们都是图灵完备 ，这意味着最终它们都同样强大，但不一定具有同样的表现力。

Answer 2

一般来说，不会；函数式编程是声明式编程的子集（包括逻辑编程语言，如 Prolog）。许多命令式语言借用了函数式编程语言的元素，但仅仅拥有 lambda 或引用透明函数并不能使命令式语言具有函数式功能；函数式编程不仅仅涉及这些元素。

Answer 3

可以用本身不支持编程范式的语言来实现某种编程范式。例如，可以用 C 语言编写面向对象代码，但它并不是为此目的而设计的。

函数式编程本身就是一种成熟的编程范式，最好通过 Haskell、LISP 等语言来学习。在你学好它们之后，即使你不经常使用这些语言，你也可以开始在您定期使用的日常语言。

有些人可能喜欢在 Google 上搜索 C 语言面向对象编程

Answer 4

范式是一种做事的方式，有两种主要的编程范式：命令式和声明式。某些语言允许混合两种范式这一事实并不意味着一种语言包含在另一种范式中，而是这些语言是多范式的。

为了进一步澄清这一点，让我继续你的类比：如果 Lisp 和 OCaml（例如）被视为函数式语言，并且它们都允许命令式风格……那么命令式是否应该被视为函数式语言的子集？

Answer 5

大多数命令式语言没有作为一阶类型的函数，而大多数函数式语言都具有一阶类型。 （与 C++ 一样，通过 boost::function。）

通过一阶类型，这意味着值/变量可以是任何类型，int、bool、int->bool 中的函数。它通常还包括闭包或绑定值，其中您具有相同的函数，但已经填充了一些参数。

恕我直言，这两个是函数式编程的主要内容。

Answer 6

我认为区分范式和语言可能会有所帮助。

对我来说，范式代表“思维方式”（概念和抽象，例如函数、对象、递归），而语言提供 “做事的方式”（语法、变量、评估）。

所有真正的编程语言都是等价的，因为它们都是图灵完备的，并且理论上能够计算任何图灵可计算的函数以及模拟或被模拟通用图灵机。

有趣的是，用某些语言或范式完成某些任务有多困难，工具对任务有多合适。即使康威的生命游戏也是图灵完备的，但这并不会让我想用它来编程。

许多语言支持多种范式。 C++ 被设计为 C 的面向对象扩展，但可以在其中编写纯过程代码。

随着时间的推移，一些语言借用/获取了其他语言或范例的功能（只需看看 Java 的演变）。

有些语言，比如 Common Lisp，是令人印象深刻的多范式语言。在 Lisp 中可以编写函数式、面向对象或过程式代码。可以说，面向方面已经是 Common Lisp 对象系统的一部分，因此“没什么特别的”。在 Lisp 中，很容易扩展语言本身来完成您需要它做的任何事情，因此它有时被称为“可编程编程语言”。 （我会在这里指出，Lisp 描述了一系列语言，而 Common Lisp 只是其中一种方言）。

我认为声明性、命令式、功能性或程序性等术语中的哪一个是其中的子集并不重要。更重要的是了解您正在使用的工具语言，以及它们与其他工具的不同之处。更重要的是理解范式所代表的不同思维方式，因为这些是你的思维工具。与生活中的大多数其他事情一样，您了解得越多，您就会变得越有效。

Answer 7

看待它的一种方法（并不是说这是正确的方法，因为我无论如何都不是语言设计师或理论家）是如果语言本质上被转换为其他东西，那么“某种东西” else' 必须是源的超集。所以字节码必然是Java的超集。 .NET IL 是 C# 和 F# 的超集。因此，C# 中的函数结构（即 LINQ）是 IL 命令式结构的子集。

由于机器语言是命令式的，因此您可以采取这样的立场：所有语言都是命令式的，因为它们只是对人类有用的抽象，然后由编译器将其分解为过程式命令式机器代码。

Answer 8

例如，模式映射之类的

f:: [int] -> int
f [] = 0
f (x:xs) = 1 + f(xs)

东西在命令式语言中是不可用的。
还具有类似柯里化函数的构造：

add2 :: int -> int
add2 = (2 +)

在大多数命令式语言中不可用

Answer 9

是的，函数式编程是命令式编程的一个子集，但是...

是的，因为函数式编程中没有任何东西是你不能在命令式编程中执行（尽管存在语法差异）。您可以用命令式语言“进行”函数式编程。

但是...
你不能做的事情是函数式编程的关键特性。
通过限制你能做的事情，

1. 你就可以避免某些错误，并
2. 启用功能（例如程序分析、更简单的并发性、更简单的测试等）。

函数式编程的其他好处更加主观。
你经常听到这些争论。

3. 国家允许副作用。副作用很糟糕。函数式编程没有状态。没有状态就不可能有副作用。

这是一个可疑的好处。
首先，只有意外副作用才是不好的。正确的编程实践，例如限制对特权代码的状态修改，可以减轻副作用问题。
其次，函数式编程没有内部状态。如果程序有 IO（访问文件、网络、硬件），那么您就有外部状态，因此可能会产生副作用。

4. 函数式程序更容易调试。

在某些方面是的，比如知道异常的显式路径。
但是，检查状态是函数式编程所不具备的调试优势。

5. 函数式程序更容易理解。

仅当您流利函数式编程并且不流利命令式编程时，这才是正确的。
作为一个人，我对命令式编程更加熟练，发现这个论点是错误。