函数式编程概念
- 什么是函数式编程？
只用纯函数来构造程序就称为函数式编程 - 什么是纯函数？
没有副作用的函数称为纯函数 - 什么是副作用？
除去函数本身的作用外没有其他的作用。带副作用的函数除了返回值之外，还做了一些其他的事情，例如：
- 修改一个变量
- 直接修改数据结构
- 设置一个对象的成员
- 抛出一个异常或以一个错误停止
- 打印到终端或者读取用户的输入
- 读取或者写入一个文件
- 在屏幕上绘画
这可是让人疑惑，假如上面所列的副作用都不让做，那么如何才能写出程序。不修改一个变量如何才能完成循环代码？不直接修改数据结构如何才能给列表中添加值？不设置一个对象的成员如何才能改变一个对象的状态？不抛出异常如何才能表示代码异常的情况？不读取用户的输入，写入一个文件或者在屏幕上绘画，那程序岂不是无法完成和外部的交互？这些问题在书中接下来的章节中会依依给出方案。函数式编程限制的是如何写程序而不是如何表达程序。这些限制可能会让你在写代码的时候束缚住了手脚，但是无副作用的代码是有更多好处的。他们更容易模块化，更容易被测试，复用，并行化，泛化及推导。这在这个大数据时代，强调分布式和并行化的今天就显得非常宝贵了。
引用透明和代换模型
究竟什么是纯函数，其实这个纯函数强调的是给出固定的输入参数a，一定会得出固定的输出b，这个过程不会受内部或者外部的状态影响，也不会去影响内部或者外部的状态。可以使用引用透明的概念对纯函数进行形式化。我们来看看书中的例子：
scala> val x = "Hello World"
x: String = Hello World
scala> val r1 = x.reverse
r1: String = dlroW olleH
scala> val r2 = "Hello World".reverse
r2: String = dlroW olleH
其中我们把使用x的地方替换成其所引用的表达式，发现这样并不会影响结果，r1和r2完全一样，所以说x是引用透明的。reverse是引用透明的函数，我们再来看一个不是引用透明的函数：
scala> val x = new StringBuilder("Hello")
x: StringBuilder = Hello
scala> val y = x.append(", World")
y: StringBuilder = Hello, World
scala> val r1 = y.toString
r1: String = Hello, World
scala> val r2 = x.append(", world").toString
r2: String = Hello, World, world
其中我们把使用y的地方替换成其所引用的表达式，发现r1和r2是不同的。所以说append不是一个引用透明的函数。由此可见副作用让程序难以推理，我们不得不去追踪函数执行前后各种状态的变化，而与之相反的替代模型则很容易推导，只需要看下一下函数的签名即可推导出函数的作用。正是因为没有副作用，所以函数式编程更容易推导也更加模块化。
