4.17　函数式编程

与Java、C#等流行的编程语言一样，Python不是纯粹的函数式语言。但是，它提供了“函数样式”的功能，可以帮助我们编写不易出错、更加简洁以及更易于阅读、调试和修改的代码。函数式编程也更容易实现并行化，以便在多核处理器上获得更好的性能。下表列出了Python的大部分与函数式编程有关的功能，括号中的数字是涉及相应功能的章节。

以上这些功能中的绝大部分在本书中都有介绍，包括代码示例和文字介绍。我们已经使用了列表、字符串和内置函数range迭代器以及几个约简函数（sum、len、min和max）。接下来讨论一下声明式编程、不可变性和内部迭代。

做什么与如何做

随着所执行的任务变得越来越复杂，完成任务的代码可能变得越来越难以阅读、调试和修改，并且包含错误的可能性也越来越大。此时，指定代码的工作方式会变得非常复杂。

函数式编程让我们只需简单地说出想要做什么，而隐藏了许多任务执行的细节。通常，库代码会帮我们完成“如何做”这个环节，这样可以避免许多错误。

在许多其他编程语言的for语句中，通常需要指定计数器控制的所有细节，包括：设置控制变量、初始化控制变量、设置控制变量的增量，以及如何使用控制变量确定是否继续迭代（循环继续条件）。这种迭代方式称为外部迭代，容易出现错误。例如，提供了不正确的初始化程序、增量或循环继续条件等都可能导致错误出现。外部迭代会改变（即修改）控制变量，而for语句的套件也会改变其他变量，每次修改变量都有可能导致错误出现。函数式编程则强调不可变性，换句话说，就是函数式编程避免了修改变量值的操作。我们将在下一章详细说明这一点。

Python的for语句和range函数隐藏了大多数计数器控制的迭代细节。可以指定生成值的范围以及应接收每个生成值的变量。函数range知道如何生成这些值。同样，for语句也知道如何从range中获取每个值以及如何在没有更多值时停止迭代。指定做什么而不是如何做，是内部迭代的一个重要思想，也是函数式编程中一个关键的概念。

Python内置函数sum、min和max均使用内部迭代。要计算列表grades元素的总和，只需声明要执行的操作，即sum(grades)。函数sum知道如何遍历列表并将每个元素添加到变化的total中。说出想做什么而不是如何做，这种编程方式被称为声明式编程。

pure函数

在pure函数式编程语言中，我们会专注于编写pure函数。所谓pure函数，是指其结果仅取决于传递给它的参数，同时，给定一个或几个特定的参数，也总能生成相同的结果。例如，内置函数sum的返回值仅取决于传递给它的可迭代对象。给定一个列表[1,2,3]，无论调用多少次，sum总是返回6。pure函数的另一个特点是没有副作用。例如，即使将可变列表传递给pure函数，列表在函数调用之前和之后也不会发生任何改变。当调用pure函数sum时，它不会修改其参数：

在下一章中，我们将继续使用函数式编程的概念。此外，我们还将看到函数事实上也是对象，可以作为数据传递给其他函数。