为什么Python对于函数式编程不是很好？[关闭]

我一直认为函数式编程可以在Python中完成。因此，令我感到惊讶的是，Python在这个问题上没有得到太多提及，而当提及它时，通常不是很积极。但是，没有给出太多的原因（缺少模式匹配和代数数据类型）。所以我的问题是：为什么Python对于函数式编程不是很好？除了缺乏模式匹配和代数数据类型之外，还有其他原因吗？还是这些概念对函数式编程如此重要，以致于不支持它们的语言只能被归类为一流的函数式编程语言？（请记住，我在函数式编程方面的经验非常有限。）

您所参考的问题将询问哪些语言同时促进OO和功能编程。即使Python 运作良好，它也不会促进函数式编程。

反对 Python 中的函数式编程的最佳论据是Guido仔细考虑了命令式/ OO用例，而函数式编程用例则没有。当我编写命令式Python时，它是我所知道的最漂亮的语言之一。当我编写函数式Python时，它变得和没有BDFL的普通语言一样丑陋和令人不快。

这并不是说这很糟糕，只是您必须比您改用促进功能编程的语言或改用编写OO Python的语言更加努力。

以下是我在Python中缺少的功能：

• 模式匹配
• 尾递归
• 大型列表功能库
• 功能字典类
• 自动计算
• 简洁的功能组合方式
• 懒惰清单
• 简单而强大的表达式语法（Python的简单块语法阻止Guido添加它）

• 没有模式匹配，也没有尾递归，这意味着必须强制性地编写基本算法。递归在Python中很丑陋而且很慢。
• 一个小的列表库，没有功能词典，这意味着您必须自己编写很多东西。
• 没有用于currying或composition的语法，这意味着无点样式几乎像显式传递参数一样充满标点符号。
• 迭代器而不是惰性列表意味着您必须知道是要效率还是持久性，并且list如果需要持久性，则需要分散调用。（迭代器只能使用一次）
• Python的简单命令式语法及其简单的LL1解析器意味着，基本上不可能为if-expressions和lambda-expressions提供更好的语法。Guido喜欢这种方式，我认为他是对的。

Guido 在这里对此有很好的解释。这是最相关的部分：

我从来没有考虑过Python受功能语言的严重影响，无论人们怎么说。我对诸如C和Algol 68之类的命令式语言更加熟悉，尽管我使函数成为一流的对象，但我并不认为Python是一种函数式编程语言。但是，很早以前，很明显，用户希望对列表和函数做更多的事情。

...

还值得注意的是，即使我没有将Python设想为一种功能语言，闭包的引入对于许多其他高级编程功能的开发也很有用。例如，新型类，装饰器和其他现代功能的某些方面都依赖此功能。

最后，尽管这些年来已经引入了许多功能编程功能，但是Python仍然缺少“真实”功能编程语言中的某些功能。例如，Python不执行某些类型的优化（例如，尾部递归）。通常，由于Python具有极强的动态特性，因此无法进行从Haskell或ML之类的功能语言中已知的那种编译时优化。很好。

我从中得出两点：

1. 该语言的创建者并没有真正将Python视为一种功能语言。因此，有可能看到“功能式”功能，但是您不太可能看到任何确定的功能。
2. Python的动态特性抑制了您在其他功能语言中看到的某些优化。诚然，Lisp与Python一样动态（如果不是更动态的话），因此这只是部分解释。

Scheme没有代数数据类型或模式匹配，但肯定是一种功能语言。从功能编程的角度来看，有关Python的烦人的事情：

1. 残缺的Lambdas。由于Lambda仅包含一个表达式，并且您无法在表达式上下文中轻松地进行所有操作，因此这意味着您可以“即时”定义的功能受到限制。

2. 如果是语句，而不是表达式。这意味着，除其他事项外，您不能在其中带有If的lambda。（这在Python 2.5中由三元数修复，但看起来很丑。）

3. 圭多威胁要删除地图，过滤器，并减少在每过一段时间

另一方面，python具有词汇闭包，Lambda和列表理解（无论Guido是否接受，这实际上都是“功能性”概念）。我在Python中进行了大量的“函数式”编程，但是我很难说它是理想的。

我永远都不会将Python称为“功能性的”，但每当我使用Python进行编程时，代码总是以几乎纯粹的功能性结尾。

诚然，这主要是由于列表理解非常好。因此，我不一定会建议将Python作为一种功能编程语言，但我建议对使用Python的任何人进行功能编程。

让我用从SO上的“功能性” Python问题的答案中摘录的一段代码来演示

蟒蛇：

def grandKids(generation, kidsFunc, val):
  layer = [val]
  for i in xrange(generation):
    layer = itertools.chain.from_iterable(itertools.imap(kidsFunc, layer))
  return layer

Haskell：

grandKids generation kidsFunc val =
  iterate (concatMap kidsFunc) [val] !! generation

这里的主要区别是，Haskell的标准库中有函数式编程有用的功能：在这种情况下iterate，concat和(!!)

对于这个问题（和答案）而言，真正重要的一件事是：函数式编程到底是什么，它的最重要特性是什么。我将尽我的看法：

函数式编程很像在白板上写数学。在白板上写方程式时，您无需考虑执行顺序。（通常）没有突变。您不会在第二天回来查看它，并且当您再次进行计算时，您会得到不同的结果（或者，如果您喝了一些新鲜的咖啡，则可以：）。基本上，板子上有什么，当您开始写下内容时，答案已经在那里，您只是还没有意识到它到底是什么。

函数式编程非常像这样。您不会改变任何事情，只需评估方程式（在本例中为“程序”），然后找出答案是什么。该程序仍然存在，未经修改。与数据相同。

我将以下内容列为函数式编程的最重要特征：a）引用透明性-如果您在其他时间和地点评估相同的语句，但具有相同的变量值，则其含义仍相同。b）没有副作用-不管您凝视白板多长时间，另一个人看着另一个白板的方程式都不会意外改变。c）函数也是值。可以传递给其他变量或与其他变量一起应用。d）函数组合，您可以执行h = g·f，从而定义一个新函数h（..），该函数等效于调用g（f（..））。

此列表按我的优先顺序排列，因此参照透明性是最重要的，其次没有副作用。

现在，如果您通过python检查语言和库在这些方面的支持和保证程度，那么您就可以很好地回答自己的问题了。

Python几乎是一种功能语言。这是“功能精简版”。

它具有额外的功能，因此对于某些人来说还不够纯粹。

它还缺少一些功能，因此对于某些功能来说还不够完善。

缺少的功能相对容易编写。在Python中的FP上查看此类帖子。

上面未提及的另一个原因是，许多内置类型的内置函数和方法会修改对象，但不会返回修改后的对象。如果返回那些修改后的对象，那将使功能代码更简洁。例如，如果some_list.append（some_object）返回添加了some_object的some_list。

除了其他答案外，Python和大多数其他多范式语言不太适合真正的函数式编程的一个原因是，因为它们的编译器/虚拟机/运行时不支持函数优化。通过编译器理解数学规则可以实现这种优化。例如，许多编程语言都支持map函数或方法。这是一个相当标准的函数，该函数将一个函数作为一个参数，将一个Iterable作为第二个参数，然后将该函数应用于Iterable中的每个元素。

无论如何，结果map( foo() , x ) * map( foo(), y )与相同map( foo(), x * y )。后者的情况实际上比前者快，因为前者执行两份副本，后者执行一份。

更好的功能语言会识别这些基于数学的关系并自动执行优化。非专用于功能范例的语言可能不会进行优化。