【小编】Clojure：Lisp的现代方言，用于函数式编程（二）

　　继续之前的文章，我们接下来讨论Clojure中与函数式编程相关的概念和特性。

　　##5.函数式编程概念

　　###5.1纯函数

　　纯函数是没有副作用的函数。它只依赖于输入参数，并且只能通过返回值来影响外部环境。纯函数常常与不可变数据一起工作。例如：

　　```clojure

　　(defn mystery [input]

　　(if input data-1 data-2))

　　```

　　如果`data-1`和`data-2`是可变的，那么它们可能被外界改变，对相同的`input`参数，可能输出不同，这与纯函数的特性不符。

　　###5.2持久化数据结构

　　所有Clojure数据结构都是持久的，即Clojure数据结构保持原版数据的同时最大程度与新版本的数据共享结构。例如：

　　```clojure

　　(def a ’(12))

　　(def b (cons0 a))

　　```

　　此时，列表`a`没有改变，列表`b`由元素`0`和`a`的元素组成，并没有再重复构建元素`1`和`2`，`b`直接共享`a`的元素。

　　###5.3延迟(Laziness)和递归(Recursion)

　　函数编程大量使用递归和延迟。

　　递归：一个函数直接或间接地调用自己。

　　延迟：一个表达式的值直到真正使用时才计算。计算延迟表达式的值称为实现表达式。

　　在Clojure中，函数和表达式不是延迟的，但序列一般是延迟的。

　　###5.4引用透明(Referential Transparency)

　　延迟依赖一种特性，这种特性是在任何时候都可以直接将函数调用替换为函数返回值。拥有这种特性的函数被认为是引用透明的，因为注意的函数调用可以被替换但不影响程序的行为。

　　引用透明受益于：

　　1.缓存，自动缓存函数结果

　　2.自动转换复杂表达式

　　##6.案例分析：Fibonacci序列

　　Fibonacci序列是一个经典的递归问题。下面我们将展示如何在Clojure中使用递归和延迟解决这个问题。

　　###6.1简单的递归

　　```clojure

　　(defn stack-consuming-fibo [n]

　　(cond

　　(n0)0

　　(n1)1

　　:else (stack-consuming-fibo (- n1))

　　))

　　```

　　这个递归版本会发生栈溢出，因为每次递归都会创建新的函数栈。

　　###6.2尾递归(Tail Recursion)

　　尾递归是递归发生在函数返回的表达式中。

　　```clojure

　　(defn tail-fibo [n]

　　(letfn [(fib [current next n])

　　(if (zero? n) current

　　(fib next (current next) (dec n)))]

　　(fib0N1N n)))

　　```

　　尽管这是尾递归，但由于JVM不能执行尾递归优化(TCO)，依然会发生栈溢出。

　　###6.3 使用recur进行自我递归

　　```clojure

　　(defn tail-fibo [n]

　　(letfn [(fib [current next n])

　　(if (zero? n) current

　　(recur next (current next) (dec n)))]

　　(fib0N1N n)))

　　```

　　使用`recur`可以得到优化，但仍然会发生栈溢出。

　　###6.4惰性序列

　　```clojure

　　(defn lazy-seq-fibo

　　([a b]

　　(let [n (a b)]

　　(lazy-seq-fibo0N1N))

　　[n]

　　(lazy-seq-fibo (cons0 n))))

　　```

　　惰性序列是延迟的一种应用，可以在需要时才计算 Fibonacci数列的值，从而避免不必要的计算。

（编辑：衢州站长网）

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