如果我们可以使用Python进行函数式编程，是否需要特定的函数式编程语言？[关闭]

使用生成器和lambda，我们可以使用Python进行函数式编程。您也可以使用Ruby实现相同的功能。

所以问题是：为什么我们需要特定的功能编程语言，例如Erlang，Haskell和Scheme？这些特定的功能编程语言提供了什么不同？为什么我们不能只使用Python进行函数式编程？

我很欣赏这个问题，因为我个人非常喜欢Python和函数式编程。我有很长的Python背景，最近我开始学习Haskell，因此，根据我的个人经验，从功能的角度来看这些语言之间的区别，这里有几点。

纯度

即使您根本不关心函数的纯度（即没有副作用），它对于读取代码的难易程度和原因也有实际的影响。即使您在自己的Python函数中保持纯净，也要使编译器强制执行纯净，并且最重要的是，具有基于纯净和不可变数据结构构建的标准库也有很大的不同。

性能

您可能会或可能不会在乎性能，这取决于您的应用程序域是什么，但是与Python和其他动态语言相比，静态类型和有保证的纯度使编译器可以使用更多的功能（尽管我不得不承认PyPy的确很棒入侵，例如LuaJIT奇迹般地临近。

尾叫优化

与性能相关，但略有不同。即使您不太在意运行时性能，也没有进行尾部调用优化（尤其是尾部递归）会限制您在Python中实现算法的方式而不会达到堆栈限制。

句法

这就是为什么我开始看“真正的”功能语言而不是仅仅使用具有功能样式的Python的最大原因。尽管我认为Python通常具有非常有表现力的语法，但是它具有一些特定于函数编码的弱点。例如：

• lambda函数的语法非常冗长，并且所包含的内容受到限制
• 没有语法糖功能组成，即f = g . h与f = lambda *arg: g(h(*arg))
• 没有用于部分应用的语法糖，即f = map gvs.f = functools.partial(map, g)
• 没有在高阶函数中使用infix运算符的语法糖，即sum = reduce (+) lstvs.sum = reduce(operator.add, lst)
• 没有模式匹配或函数参数的保护，这使得使用易于理解的语法很容易表达递归结束条件和某些边界情况。
• 括号对于函数调用从来都不是可选的，并且嵌套调用没有语法糖。我想这是一个问题，但是特别是在功能代码中，我发现链接函数调用很常见，而且一旦您熟悉该符号，我就会发现它y = func1 $ func2 $ func3 x比容易阅读y = func1(func2(func3(x)))。

这些是最重要的区别：

哈斯克尔

• 懒惰评估
• 编译为机器码
• 静态类型化确保函数纯净
• 类型推断

Haskell和Erlang

• 模式匹配

Erlang

• 并发，轻量级流程的参与者模型

方案

• 巨集

所有语言

• 真正的闭包（ruby有闭包，是否可以讨论python确实存在争议，请参阅注释）
• 适用于函数式编程样式（不可变集合，地图，过滤器，折叠等）的标准库
• 尾递归（也可以在某些非功能性语言中找到）

此外，您还应该看看ML系列中的语言，例如SML，Ocaml和F＃和Scala，它们以一种新的方式融合了OO和功能编程。所有这些语言都有独特有趣的功能。

很难确切地定义“功能语言”是什么-在您列出的语言中，只有Haskell是纯粹的功能（所有其他语言都采用某种混合方法）。但是，某些语言功能对函数式编程非常有帮助，而Ruby和Python不足以成为FP的良好环境。这是我的个人清单，按重要性排序：

1. 一流的函数和闭包（Ruby，Python和您列出的所有其他都具有此功能）。
2. 保证尾部呼叫优化（Erlang，Haskell，Scala和Scheme具有此功能，但Python，Ruby或Clojure（尚未））。
3. 支持不变性语言和标准库中的（这是您列出的所有“功能性语言”都具有的一种大语言（Scheme除外），而Ruby和Python没有）。
4. 对引用透明（或纯）函数的语言级别支持（据我所知，目前只有Haskell拥有此功能）。

对（1）的需求应该很明显-如果没有一流的函数，高阶函数将非常困难。当人们谈论Ruby和Python是FP的好语言时，他们通常在谈论这一点。但是，此特定功能是必需的，但不足以使语言适合FP。

自从Scheme发明以来，（2）一直是FP的传统必需品。没有TCO，就不可能进行深度递归编程，深度递归是FP的基石之一，因为您会遇到堆栈溢出的情况。Clojure（由于JVM的限制）是唯一不具备此功能的（按流行的定义）语言（由于JVM的限制），但是Clojure具有多种可模拟TCO的技巧。（仅供参考，Ruby TCO是特定于实现的，但Python 特定地不支持它。）必须保证TCO的原因是，如果它是特定于实现的，则深度递归函数会因某些实现而中断，因此您不能真正做到这一点。完全使用它们。

（3）是现代功能语言（尤其是Haskell，Erlang，Clojure和Scala）具有Ruby和Python没有的另一大优点。无需赘述，保证不变性消除了所有类型的错误，尤其是在并发情况下，并且允许诸如持久数据结构之类的整洁事物。没有语言级别的支持，要利用这些好处是非常困难的。

对我而言，（4）是关于纯功能语言（与混合语言相对）最有趣的事情。考虑以下极其简单的Ruby函数：

def add(a, b)
  a + b
end

这看起来像是一个纯函数，但是由于操作员重载，它可能会改变参数或导致副作用，例如打印到控制台。不太可能有人会给+操作员带来过多的副作用，但是这种语言并不能保证。（这同样适用于Python，尽管可能不适用于此特定示例。）

另一方面，在纯功能语言中，存在语言级的保证，即功能是参照透明的。这具有许多优点：可以轻松记住纯功能；可以轻松测试它们，而无需依赖任何全局状态；函数中的值可以延迟或并行地求值，而不必担心并发问题。Haskell充分利用了这一点，但是我对其他功能语言的了解还不够，他们是否知道。

综上所述，几乎所有语言（甚至Java）都可以使用FP技术。例如，谷歌的MapReduce受到功能思想的启发，但是据我所知，他们的大型项目没有使用任何“功能”语言（我认为他们大多使用C ++，Java和Python）。

您提到的语言非常不同。

虽然Python和Ruby是动态类型的语言，但是Haskell是静态类型的。Erlang是一种并发语言，使用Actor模型，与您提到的所有其他语言有很大不同。

Python和Ruby具有许多命令式构造，而在像Haskell这样更纯净的功能语言中，一切都返回某种东西，换句话说，一切都是函数。

像往常一样晚参加聚会，但无论如何都要说些什么。

功能编程语言不是允许功能编程的语言。如果按照这个定义去做，那么几乎任何地方的任何语言都是一种功能性编程语言。（顺便说一句，同样适用于OOP。如果愿意，可以用C用OOP风格编写。因此，根据您的逻辑，C是一种OOP语言。）

使得功能性编程语言脱颖而出的并不是它允许您进行编程的方式，而是它使您可以轻松进行编程的方式。那是关键。

因此，Python具有lambda（它们是令人难以置信的类似于闭包的事务），并为您提供了一些库函数，这些库函数将在功能库中看到，例如“ map”和“ fold”。但是，这还不足以使其成为一种功能性的编程语言，因为很难以一致的功能风格一致地进行编程（而且该语言肯定不会强制采用这种风格！）。Python的核心是与状态和状态操纵操作有关的命令式语言，这与功能语言的表达式和表达式评估语义完全不同。

那么，当Python（或Ruby（或插入您选择的语言））可以“执行函数式编程”时，为什么我们有函数式编程语言呢？因为Python等无法进行适当的函数式编程。这就是为什么。

您可以使用Java进行函数式编程（请参见例如http://functionaljava.org/）。您也可以在C中进行面向对象的编程。这不是那么惯用。

因此，实际上我们并不是绝对不需要Erlang，Haskell，Scheme或任何特定的编程语言，但是它们都代表着不同的方法和不同的折衷，这使某些任务变得更容易，更难。您应该使用什么取决于您要实现的目标。

这个问题可以应用于无数种语言和范例。

• 由于每个人都使用C ++，为什么我们需要其他通用语言？
• 由于Java是一种很棒的OO语言，为什么还存在其他OO语言？
• 由于perl是一种了不起的脚本语言，为什么我们需要python？
• 亚塔亚塔亚塔

大多数（如果不是全部）语言都是出于特定原因而存在的。它们之所以存在，是因为有人需要没有一种当前的语言能填补或填补不好的语言。（当然，这并不适用于每一种语言，但我觉得它适用于大多数知名的语言。）例如，蟒蛇最初是与阿米巴OS [接口1，2 ]和Erlang是为了帮助在电话应用开发中[ 3 ]。因此，一个问题的答案是“为什么我们需要另一种功能语言？” 可能很简单，因为[插入一个知道如何设计语言的人的名字]不喜欢python的方式。

这几乎可以概括我认为的答案。尽管您可以使用python做任何可以使用功能语言完成的事情，但您真的要这么做吗？您可以使用C进行的所有操作，都可以使用汇编进行的操作，但是您想这样做吗？不同的语言总是总是最擅长做不同的事情，这就是应该的方式。

函数式编程既涉及设计范例，也涉及特定的语言功能。或者，换句话说，lambda和map函数不是函数式编程语言。Python和Ruby具有受功能编程语言启发的某些功能，但是您通常仍然以非常必要的方式编写代码。（有点像C：您可以用C编写类似OO的代码，但没有人认真地认为C是一种OO语言。）

请看：函数式编程不仅仅与lambda或map或更高阶函数有关。这与设计有关。用“真正的”函数式编程语言编写的程序通过函数的组合解决了问题。尽管用Ruby或Python编写的程序可能使用类似于FP的功能，但它们通常读起来并不像一组组合函数。

您提到的每种功能语言都非常适合特定的领域，每种形式所鼓励的惯用模式使它们非常适合某些任务，除非您建立了庞大的帮助程序模块库，否则这些任务在Python中是无法完成的。此类利基优势中最明显的就是Erlang的并发模型。其他的也有类似的优势。

lambda演算，LISP和Scheme中可用的每个概念都可以在Python中使用，因此，是的，您可以在其中进行函数式编程。是否方便，取决于上下文和品味。

您可以轻松地用Python（Ruby，Scala）编写LISP（或其他功能语言）解释器（这意味着什么？）。您可以使用纯功能为Python编写解释器，但是这需要大量工作。如今，即使是“功能性”语言也已成为多种范例。

这本古老而美丽的书提供了（尽管不是全部）大多数有关函数式编程本质的答案。

因为Python可以还计划在非功能性的风格，这是不够好为FP纯粹。但是，更多实用的编码人员可以享受功能样式的好处，而不必执迷于此：

“功能程序员听起来像中世纪的和尚，否认自己过着快乐的生活，希望这会使他有德。对于那些对物质利益更感兴趣的人来说，这些“优势”并不是很令人信服。函数式程序员辩称存在巨大的物质利益…[但是]这显然是荒谬的。如果省略赋值语句带来如此巨大的收益，那么FORTRAN程序员将已经这样做了二十年。通过忽略功能（无论功能有多糟糕）来使语言更强大，这在逻辑上是不可能的。”

-John Hughes，为什么函数式编程很重要