函數語言程式設計很難，這正是你要學的原因

注：本文轉載自外刊IT評論，原文作者 David Fayram

很奇怪不是，很少有人每天都使用函數語言程式設計語言。如果你用Scala，Haskell，Erlang，F#或某個Lisp方言來程式設計，很可能沒有公司會花錢聘你。這個行業裡的絕大部分人都是使用像Python，Ruby，Java或C#等物件導向的程式語言——它們用起來很順手。不錯，你也許會偶然用到一兩個“函式式語言特徵”，例如“block”，但人們不會去做函數語言程式設計。

然而，很多年來，我們一直被教導說函數語言程式設計語言很好很棒。我仍然記得當我第一次閱讀ESR的著名的關於學習Lisp語言的論文時的困惑。也許大多數的人對Paul Graham 的《Beating The Averages》這篇文章更加熟悉：

使用Lisp開發使我們的開發週期迭代的如此之快，以至於有時當競爭對手在新聞釋出會上推出他們的新功能一兩天後，我們就能複製出同樣的功能。當報導產品釋出的新聞記者打電話給我們時，我們的產品已經擁有了同樣的功能特徵。

那些皈依函數語言程式設計的人中，一直常見的考慮是：學習這種新的、函式式的語言“對你有好處”；就像是某些人建議說每天30分鐘的健身房活動會“讓你的身體健康”一樣。但這也同時暗示了這樣做的難度和需要的付出。Lisp語言跟Haskell、Ocaml和Scala語言不同，被認為是出了名的難學，可以說是臭名昭著。文雅的人說這是Lisp語言的“深度&廣度”的體現。不文雅的人說這是“意淫”或“玩弄學術”或簡單的“沒必要”。我認為，它的難度跟你對它熟不熟悉有關，而且，這種難度是一種重要指標顯示：學習這樣的一種語言會讓你程式設計更有效率、能力更強。

它給你的初次印象不友善

我7歲時就開始程式設計，在漫長無聊的郊區夏季裡，在我祖父的計算機上瞎搞一氣。我學了BASIC，用它在螢幕上畫一個蹦跳的球。我學了Pascal，用它寫了一個能通過PC喇叭放音樂的程式。大概10歲時我學了C語言，但遇到了一堵越不過去的牆，直到我上了高中。那就是：指標。即使不算這些該死的指標，我寫、讀、學習、練習中，同樣遭遇無數的失敗。我把祖父的硬碟給毀掉了兩次(一次屬意外)，最後弄得不少次要自己重灌作業系統。我失敗，一遍遍的失敗。

也許你也有跟我相似的故事，也許是完全不同的一個。但我想，差不多所有學過程式設計的人都有過遇到困難的經歷。我們在學了一些基本知識後，必然會遇到一些公認的概念上的關口，比如“指標”。很多電腦科學教授會把指標描述為他們課程上的過濾網。如果你想成為一名優秀的程式設計師，你必須要能理解指標。很少人能輕鬆的掌握它們。大多數人，包括我，則需要不斷的練習和參考例子來理解什麼是指標、為什麼它們很重要。

這種艱難的努力過程不是偶然的，是一種幾乎普遍的現象。指標是一種非常強大和基礎功能的概念。學會它能讓你成為一名更好的程式設計師，能讓你的思考更加形象化。即使你使用的語言並不提供指標這樣的特徵，但跟指標類似的資料結構和概念卻隨處可見。

新奇事物

一旦你學會了幾種語言後，所有的語言都開始看起來都很相似。知道Python的人學習Ruby可能不會遇到太多的問題，知道Java的人學習C#會感到很熟悉。不錯，也有意外的地方。Ruby愛好者在學習Python時會對它的comprehension感到吃驚，Java使用者會對C#裡的委派摸不著頭腦。還是那句話，如果你只瞟一眼，它們都很相似。我可以打保票的說，如果你還不曾有過這樣的認識，一旦你學了一種Lisp語言，你會發現所有的Lisp變種都很相似。

有人說，大部分人第一次使用Haskell或Ocaml時都完全的不知所措。見鬼了，在Haskell裡，連分號都跟別人不一樣。這並不是語法的問題；Haskell和ML語言完全基於一種不同的概念、一種新的語言正規化。你需要用不同的方式開發應用，不同的方式組織應用，不同的方式擴充套件應用。

很多這樣的新概念都具有不可思議的強大力量。Haskell裡的Monads 是跟指標一樣基礎且強大的概念(你很可能在不知道它叫什麼的情況下就已經使用過它們了)。所以，跟學了Java後再學C#不一樣，有志向學習函式式語言的人需要往回走的更遠，去學習更加基礎的概念後才能接下去學習。就像是完全再學習一次指標。並且，就像是當年我們剛開始學習程式設計一樣，一些很大的概念看起來會讓人迷惑茫然，讓人沮喪，直到你去攻克(以及失敗)它們。

吃下你的藥丸，找到你的藥劑師

儘管不好學，但我堅信，學習這些函數語言程式設計語言會在職業上對你有好處。我相信有些人讀到這點時會眼睛翻起來向天看，很難想象出這些monoids 或 monad 會對他們在使用Java或C#時有用處。對我而言，我已經不驚奇於由於這樣的思維而阻止他們學習函式式語言的現象；他們需要學習一種跟指標和遞迴一樣基礎的新概念。他們需要有一種只有專業人員在完成清晰的商業目標時才具有的耐心和鬥志。很少人能在過了可塑的年齡後還受得了挫折——一次又一次的挫折——否則我們現在都早成專家了，不是嗎？

還有更復雜的東西，有大量的語言和演算法研究都是用函式式語言實施的(尤其是Haskell)。你很容易會被這些不熟悉的概念——例如分類學理論， half-finished abstractions，一些失敗的研究——弄的迷失方向。沒有一個清晰的指導(比如由一個實用主義的作者寫的一本好書)，本來已經很困難的學習任務變的更加可怕。
這些疊加起來的複雜因素導致了不出意外的結果：很多人不情願在函數語言程式設計學習中投入時間。很容易理解這種不情願，“我幹嘛不把花在學習這些東西的時間用在實現什麼東西上呢？”但這種思路也表明了你永遠不願意在任何新技術上浪費時間(只用自己熟悉的)。在一個像軟體技術這樣日新月異的產業裡，我不認為這是正確的判斷。

眼見為實

學習一種函數語言程式設計語言最顯而易見的好處是，你能學會這種型別語言中的函式式概念。它能幫助你的大腦，讓它具有能非常清晰的思考和處理一些驚人的重大概念的能力。這並不是函數語言程式設計具有魔法；各種語言和正規化的出現都是為了應對某一特定類別的問題。函數語言程式設計的殺手鐗正是應對了當今世界上日益增長的並行性程式設計和後設資料程式設計趨勢。

例如，我們研究一個簡化的、本地版本化的Google著名的MapReduce範例。用函式式方式描述這種範例是不可思議的清晰簡潔：

讓這樣的程式碼支援平行計算或分散式平行計算是輕而易舉的(對於本地平行計算，很多的功能包都支援“pmap”和“preduce“——只需要利用函式式語言的一些簡單特性)。像maps, partitions, generators, streams, reductions, folds, 已以及 function chaining等概念在各種的函數語言程式設計語言中都大同小異，所以，任何對Lisp，Haskell，OCaml，甚至帶點函式式語言特徵的語言——Python和Ruby熟悉的人，都會很容易的理解這裡面的思想精華。

讓我們花點時間考慮一下，如何用一種物件導向的語言，以一種常見的物件導向的模式來清楚的描述這種架構。至少你需要做的事情是定義用來描述mapper和reducer的宣告。如果你有好奇心，請試著用你喜歡的面嚮物件語言描述一個最小化的“物件導向”的MapReduce。我發現那是非常羅嗦的。如果使用Java風格的語言，它會像這樣：

即使是沒有加入迴圈邏輯，這種缺乏函式式模式中常見的名詞和動詞的使用，使得MapReduce這種技術很難被定義。這種定義方式幾乎是滑稽可笑的，但它能讓你想到函式式概念。另外一個好例子是Scala語言如何利用完備的Java Fork/Join 類庫，把它輕鬆的整合的自己的自有語法中。

各有所求

所以，我鼓勵任何想進步的程式設計師：請考慮學習一種函式式語言。Haskell和OCaml都是極好的選擇，F#和Erlang也相當的不錯。它們都不好學，但也許這是個好事。努力弄清楚你遇到的複雜的概念，看看是否有其他人正在利用這些概念；經常的，你會在尋找這些不熟悉的概念的真正用意的時候實現思想上的突破。

當你開始學的時候，請注意，不要過於在意。就像其他任何需要你花時間和精力的事情一樣，過度的在函數語言程式設計上進行精力上的投資是很危險的。掉進了認知能力的陷阱後你的投資會血本無歸。你很容易會忘掉世界上還有無數種計算模型，你更容易忘掉有多少種優秀的軟體根本沒有使用任何的函式式概念。
學習的道路會越來越難走，但從另一方面說，在你日常的程式設計中，你會發現有越來越多的可以使用的重要概念和模型。對於這樣緊湊的程式設計風格你會越來越適應，必然，你也會對如何成為一名更好的軟體工程師有了新的認識。

補充

有不少校對這篇文章的人在看完文章後都問了我一個同樣的問題：“聽起來不錯，大衛，可是我應該學習那種語言呢？”當然，這是他們給我出的難題。

我想，如果你是一個很有經驗的程式設計師，這最能“應付”這個問題的答案是：“選一種符合你的需求的”。如果你需要在JVM上工作，選擇Scala或Clojure。如果你想能快速的開發大型分散式軟體系統，選擇Erlang。如果你想要一種具有超強編譯器的超能幹活的語言，請選擇Haskell或RCaml。如果你想要一種比Ruby或Python更有能力的原型工具，選擇Scheme。

請記住，我們在這裡要做的這些目的是為了實際的技能和自我進步。如果你能騰出時間學這些，就走出你的安逸環境，挑戰自己。

因為我已經學習了Lisp和Erlang，而且使用OCaml做專業工作，我決定研究一下Haskell，這完全是另外一個世界。我發現唯一能幫助我參透這種語言的途徑是依賴Learn You A Haskell 和 Real World Haskell 這兩本有用的指導材料。這些書寫的非常好，很有價值，而且可以免費在網上找到。如果你想試一下Haskell，這些書可以當作你的尋寶圖。