函数式程序设计(functional programming)和命令式程序设计(imperative programming)的区别

关键区别–函数式编程与命令式编程

函数式程序设计与命令式程序设计的关键区别在于，函数式程序设计将计算看作数学函数，避免了状态和数据的变化，而命令式程序设计使用改变程序状态的语句。

编程范例提供了一种构建计算机程序的结构和元素的风格。编程范例有助于根据编程语言的特征对其进行分类。编程语言可能会影响更多的范例。在面向对象的范例中，程序是用对象构造的，而对象是用方法传递消息的。逻辑程序设计只能用数理逻辑来表示计算。另外两种编程范式是函数式编程和命令式编程。函数式编程允许将计算表示为数学函数的求值。命令式编程提供显式更改内存状态的语句。本文讨论函数式编程与命令式编程的区别。

什么是函数式程序设计(functional programming)？

函数式程序设计是以数学为基础的。函数式编程背后的关键原则是，所有的计算都被看作是独立数学函数的组合。数学函数将输入映射到输出。假设有一个函数叫做f（x）=x*x，x值1映射到输出1。x值2映射到输出4。x值3映射到输出9，依此类推。

函数式程序设计(functional programming)和命令式程序设计(imperative programming)的区别

图01：函数式编程语言——Haskell示例

在函数式编程中，要考虑模式。函数式编程语言Haskell使用下面的方法来求数的总和。

sum函数有整数值，结果也是整数。它可以写成sum:[int]->int。可以按照以下模式进行求和。

sum[n]=n，一个数的和就是这个数本身。

如果有一个数字列表，可以写如下。n代表第一个数字，ns代表其他数字

和（n，ns）=n+和ns。

上面的模式可以用来求3，4，5三个数的和。

3+总和[4,5]

3+（4+和[5]）

3+4+5=12

如果一个函数或一个表达式修改了它的作用域之外的某个状态，或者除了返回值外，它还与调用函数发生了可观察的交互作用，则称它具有副作用。函数式编程将这种副作用最小化。状态变化不依赖于函数输入。它在理解程序行为时很有用。函数式编程的一个缺点是，与命令式编程相比，学习函数式编程更困难。

什么是命令式程序设计(imperative programming)？

命令式编程是一种编程范式，它使用改变程序状态的语句。它的重点是描述程序如何运行。Java、C和C等编程语言是命令式编程语言。它提供了一个循序渐进的步骤。命令式编程语言包含if、else、while、for循环、类、对象和函数等结构。

图02：命令式编程语言Java示例

十个数字的总和可以在Java中找到，如下所示。在每次迭代中，i值被添加到sum并分配给sum变量。在每次迭代中，求和值将继续加到先前计算的总和上。

整数和=0；

对于（int i=0；i<=10；i++）{

sum=总和+i；

}

命令式编程易于学习、理解和调试。由于使用状态变量，很容易找到程序状态。它的一些缺点是它会使代码变得冗长，同时也会使可伸缩性最小化。

什么是函数式程序设计与命令式程序设计的相似性(the similarity between functional programming and imperative programming)？

函数式编程和命令式编程都是编程范例。

函数式程序设计(functional programming)和命令式程序设计(imperative programming)的区别

命令式编程与函数式编程
函数式程序设计是一种将计算视为对数学函数的求值，避免改变状态和可变数据的编程范式。	命令式编程是一种编程范式，它使用语句来改变程序的状态。
结构
函数式编程包含函数调用和高阶函数。	命令式编程包含if、else、while、for循环、函数、类和对象。
程序设计语言
Scala、Haskell和Lisp是函数式编程语言。	C、C++、java是必不可少的编程语言。
专注
函数式编程关注最终结果。	命令式编程侧重于描述程序如何运行。
简单
函数式编程很难。	命令式编程更容易。

总结 - 函数式程序设计(functional programming) vs. 命令式程序设计(imperative programming)

编程范例提供了一种构建计算机程序的结构和元素的风格。函数式编程和命令式编程就是其中的两种。函数式程序设计与命令式程序设计的区别在于，函数式程序设计将计算看作数学函数，避免改变状态和可变数据，而命令式编程使用改变程序状态的语句。

引用

1.“命令式编程”，维基百科，维基媒体基金会，2018年3月28日。此处提供2.“函数式编程”，维基百科，维基媒体基金会，2018年3月28日。此处提供3.Computerphile。YouTube，YouTube，2013年8月30日。点击此处
2.“函数式编程”，维基百科，维基媒体基金会，2018年3月28日
3.计算机爱好者。YouTube，YouTube，2013年8月30日