本文讲的是准备充分了嘛就想学函数式编程？（第一部分），
迈出理解函数式编程概念的第一步是最重要的，有时也是最难的一步。但是不一定特别难。只要选对了思考方法就不难。
学开车
第一次学车时，我们也曾挣扎过。看别人学开车时觉得真的很简单。但事实上学车比我们想象的难多了。
我们借父母的车子练习，在家周围街道上开熟练之前甚至都不敢冒险开到公路上去。
但是通过不断的练习，在经历过一些父母想忘掉的担心令人的经历之后，我们学会了开车，最终拿到了驾照。
拿到驾照之后我们一有机会就会把车开出去。每次出行都会让我们的技术越来越娴熟，信心也随之增长。终于有一天，我们必须开别人的车，或者自己的车最终报废了，只能买辆新的。
第一次开另一辆不同的车是什么感觉？和第一次开车的感觉相同吗？差得远呢。第一次开车时一切都是那么陌生。我们之前在车里待过，但只是个乘客。这一次我们可是在驾驶席上，掌控着一切。
但当我们开第二辆车时，我们只是简单问问自己几个问题就够了，比如钥匙怎么用，灯光在哪里，怎么用转向灯还有如何调整后视镜。
之后就顺利多了。但是为什么这次比起第一次要容易那么多？
这是因为这个新车和旧车基本上没什么区别。它们都有构成汽车的基本部件，而且都在差不多一样的地方。
新车有些部件的实现方式有些差异，也可能有了一些新功能，但是第一次，甚至第二次开的时候都不会用到这些功能。直到最后我们了解了所有的新功能。至少是那些我们觉得有用的功能。
其实学习编程语言的过程和学车有点类似。第一次是最难的。但是只要掌握了第一种语言，后面的都会轻松许多。
开始学第二门语言的时候，我们也只是问几个诸如「如何创建模块？如何搜索数组？子字符串的参数是什么？」之类的简单问题。
你有信心驾驭第二门语言，因为你觉得这就是旧语言加了一些新东西，学起来也就更轻松。
初次驾驶宇宙飞船
不管你这辈子开过一辆车还是十来量，想象一下你就要开宇宙飞船了。
要开宇宙飞船的话你就不能指望在路上开车的技术有什么用了，一切都要从零学起。（我们可是程序员啊，我们从 0 开始计数。）
开始练习之前我们要想到在太空中一切都不同了，要把这玩意开起来和在公路上开车可完全不同。
物理学倒是不会变。变的只是我们在这同一个宇宙中航行的方式。
学习函数式编程就是这样。一定要做好大部分东西都会改变的准备。而且已有的编程知识并不会有太大帮助。
编程就是思维方式，而函数式编程则是新的思维方式。习惯了这种新的思维方式之后你甚至可能没办法回到从前。
忘了知道的一切
（说到函数式编程时，）人们喜欢说这句话，其实也有几分道理。学习函数式编程就像从零学起。 虽然不准确，但是不无道理。虽然函数式编程有许多类似的概念，但是最好还是让自己把所有东西都重新学一遍。
有了正确的思考方法就会有正确的预期，而预期对了就不会在遇到困难时轻言放弃。
许多在之前编程时习惯了的东西在函数式编程中都用不了了。
这就比如在开车时你已经习惯了倒车出库，但是开飞船的时候发现没有倒挡。这时候你会想了，「什么？没有倒挡？！没法儿倒车了我到底该怎么开？！」
好吧，其实开飞船的时候不需要倒挡，因为它是在三维空间中移动的。一旦了解了这一点，你就再也不会想什么倒挡了。事实上，总有一天你会回想起以前开车时的限制可真多啊。
学习函数式编程没那么快。所以别着急。
那么我们就离开寒冷的指令式编程世界，沉浸在函数式编程的温泉中吧。
这篇文章分为好几节，之后还介绍了一些函数式编程的概念，你可以在深入研究第一门函数式编程语言之前看看，会有帮助的。如果你已经开始着手学习了，它们也会帮助你加深理解。
务必不要心急。从这里开始慢慢地读，慢慢地理解示例代码。你甚至会想在读完每一节之后停顿一会儿，让自己充分领会，然后接着读下去。
最重要的是理解。
纯粹
函数式编程语言中的纯粹指的就是纯函数。
纯函数就是极简单的函数，只对输入参数起作用。
下面是 Javascript 中纯函数的例子：
var z = 10;
function add(x, y) {
return x + y;
}
注意，add 函数没有碰 z 变量。它即不读 z 也不写 z。它只是读了 x 和 y 参数，然后返回了两者的和。
这就是纯函数。如果 add 动了 z 变量，它就不再纯粹了。
下面是另一个例子：
function justTen() {
return 10;
}
如果 justTen 是纯函数，它就只能返回一个常量。为什么呢？
因为我们还没有给它任何输入参数。如果是纯函数，它就不能存取自身的输入参数之外的任何东西，所以它只能返回一个常量。
既然无参数的纯函数什么都做不了，没什么用，还不如直接把 justTen 定义为一个常量。
大多数 有用的 纯函数至少要有一个参数。
思考一下这个函数：
function addNoReturn(x, y) {
var z = x + y
}
注意，这个函数什么都没有返回。它把 x y 之和赋给了变量 z，但并没有返回 z。
这也是个纯函数，它只是处理了自身的参数。虽然有加法，但是没返回结果，所以也没用。
有用的纯函数总要返回一些东西。
我们再回过头看看第一个 add 函数：
function add(x, y) {
return x + y;
}
console.log(add(1, 2)); // prints 3
console.log(add(1, 2)); // still prints 3
console.log(add(1, 2)); // WILL ALWAYS print 3
add(1, 2) 总是返回 3。结果不出所料，这毕竟是个纯函数。如果 add 函数用了其他外部值，就没法预测它的行为了。
纯函数对相同的输入总能产生相同的输出。
因为纯函数不能修改任何外部变量，下面这些函数都是不纯粹的。
writeFile(fileName);
updateDatabaseTable(sqlCmd);
sendAjaxRequest(ajaxRequest);
openSocket(ipAddress);
这些函数都有副作用。调用它们会修改文件和数据库的表，向服务器发送数据或者调用系统获取 socket。它们不仅处理输入参数并返回值，还做了其他事情。所以永远无法预测这些函数会返回什么。
纯函数没有副作用。
诸如 JavaScript, Java 和 C# 之类的指令式编程语言充斥着副作用。所以调试起来比较困难，毕竟变量有可能在任何地方遭到修改。如果遇到了因为变量被错误修改而导致的 bug，要从何看起呢？这一点都不好。
读到这里，你可能在想，「到底怎样才能用纯函数做任何事情呢？！」
函数式编程并不是只写纯函数。
函数式编程语言并不能彻底去除副作用，只能限制它们。因为函数总是要和现实世界打交道的，每个程序总有不纯粹的函数。而目标就是减少不纯粹代码的数量，并将它们和纯粹的代码隔离开来。
不可变性
还记得是在啥时候第一次看到下面这些代码吗？
var x = 1;
x = x + 1;
还记得是谁叫你忘了在数学课上学到的东西吗？数学中的 x 永远不会等于 x + 1。
但是在指令式编程中，这段代码表示将 x 的当前值加 1 再赋值回 x。
但是在函数式编程中 x = x + 1 是错误的。所以你得记得在数学课上忘掉了的东西…… 大致如此。
函数式编程中没有变量。
存储的值还是叫做变量，不过这是历史原因，它们其实是常量。比如一旦 x 有了一个值，这个变量就一直是这个值。
不要担心，x 通常是个局部变量，生命周期很短。但是只要它还在，值就不会变。
下面是个 Elm 中常变量的例子（Elm 是用于 Web 开发的纯函数编程语言）：
addOneToSum y z =
let
x = 1
in
x + y + z
如果不熟悉 ML 风格的语法，我在这里解释一下。 addOneToSum 是个有两个参数（y 和 z）的函数。
在 let 块中，x 绑定到的值是 1，所以它之后永远等于 1。函数退出，更准确地说是 let 块求值完之时，x 的生命周期才结束。
在 in 块中，计算过程中可以使用 let 块定义的值，即 x。x + y + z 的计算结果，更准确地说是 1 + y + z 的计算结果会被返回，因为 x = 1。
好吧，我听到你又问了一遍「到底怎样才能用纯函数做任何事情呢？！」
让我们想想何时需要修改变量。通常有两种情况：修改多个值（比如修改对象或 Record 中的值）和修改单一值（比如循环的计数器）。
函数式编程通过创建修改了值的 Record 副本来实现对 Record 中的值的修改。不过利用数据结构可以不必复制 Record 中的全部属性，十分高效。
函数式编程修改单一值也是通过创建副本实现的。
哦，对了。这样也没有用到循环。
「为什么没有变量和循环？！我讨厌你！！！」
等一下。这并不是说我们不能使用循环（我没有玩游戏文字），只是函数式编程语言没有像 for，while，do 以及 repeat 这样明确的循环结构而已。
函数式编程的循环用递归实现。
下面的代码展示了 Javascript 创建循环的两种方式：
// simple loop construct
var acc = 0;
for (var i = 1; i <= 10; ++i)
acc += i;
console.log(acc); // prints 55
// without loop construct or variables (recursion)
function sumRange(start, end, acc) {
if (start > end)
return acc;
return sumRange(start + 1, end, acc + start)
}
console.log(sumRange(1, 10, 0)); // prints 55
看看函数式编程中的递归是如何实现 for 循环的：就是用新起始值(start + 1)和新累积值(acc + start)不断地调用自身。它没有修改旧值，而是使用由旧值计算出来的新值。
不幸的是，即使学过一段时间 JavaScript 你也很难用到这种写法，原因有二。第一，JavaScript 语法很繁琐，第二是你可能不习惯递归式思考。
而 Elm 的写法更易读，也更易懂：
sumRange start end acc =
if start > end then
acc
else
sumRange (start + 1) end (acc + start)
执行过程如下：
sumRange 1 10 0 = -- sumRange (1 + 1) 10 (0 + 1)
sumRange 2 10 1 = -- sumRange (2 + 1) 10 (1 + 2)
sumRange 3 10 3 = -- sumRange (3 + 1) 10 (3 + 3)
sumRange 4 10 6 = -- sumRange (4 + 1) 10 (6 + 4)
sumRange 5 10 10 = -- sumRange (5 + 1) 10 (10 + 5)
sumRange 6 10 15 = -- sumRange (6 + 1) 10 (15 + 6)
sumRange 7 10 21 = -- sumRange (7 + 1) 10 (21 + 7)
sumRange 8 10 28 = -- sumRange (8 + 1) 10 (28 + 8)
sumRange 9 10 36 = -- sumRange (9 + 1) 10 (36 + 9)
sumRange 10 10 45 = -- sumRange (10 + 1) 10 (45 + 10)
sumRange 11 10 55 = -- 11 > 10 => 55
55
你可能认为 for 循环更好理解。这是有争议的，而且更多是因为我们更熟悉 for 循环。这种非递归实现的循环需要可变变量，更糟糕。
我在这里没有讲完不可变性的全部好处，更多内容请参阅为什么程序员需要限制一文中的全局可变状态一节。
不过一个显而易见的好处就是，如果对程序中的变量有访问权限，也只是只读权限，这也就是说，再也没人能改变这个值，哪怕是你自己。所以省去了很多意想不到的麻烦。
而且，如果是多线程程序，其他线程就无法干扰到当前线程。如果当前线程有一个常量而且其它线程试图改变它，其他线程只能用旧值复制一个新值出来。
在 90 世纪中期时，我写了生化危机游戏引擎，最大的 bug 源头就是各种多线程问题。我真希望自己那时候就知道不可变性。不过我那时候更应该担心 2 倍速和 4 倍速 CD-ROM 驱动在游戏渲染上的差异。
不可变性使代码更简单，安全。
我的脑子！！！！
本部分到此结束。
在下一部分中我会继续介绍高阶函数，复合函数和柯里化等内容。
原文发布时间为：2016年11月17日
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