本文重点介绍了在函数式编程中如何对集合类型数据进行处理，并与传统的处理方法相比，可以看出其优点所在。包含如下内容：

• 基本概念
• 传统集合数据操作
• 函数式编程下的集合操作

一、基本概念

函数式编程是一种编程范式，如面向过程的编程、面向对象的编程都是一种编程范式。作为一种编程范式，函数式编程有自己的特点，其中“函数是一等公民”是其最核心和基础的特征之一。

所谓一等公民是指函数与其他数据类型一样，处于平等地位，可以赋值给其它变量，也可以作为函数参数传给另一个函数，或者作为函数的返回值返回。在函数式编程语言中，一个以函数作为参数或返回值的函数被称为高阶函数。

利用函数式编程范式的函数是一等公民和高阶函数的特点，可以大大简化对集合类型数据的处理。具体见下面的介绍。

二、传统集合数据操作

在我们的日常编码中，少不了对数组、列表等集合类数据结构进行操作，在传统的方式下，我们都是通过循环对其处理，如下面两个例子（使用的是java语法，实际上各种语言写法都差不多，只是语法上的一些细微差别）：

String[] data = {"hello","good","world"};
int [] result= new int[3];
for(int i=0;i<3;i++){
      result[i] = data[i].length();
}

上面例子代码逻辑很简单，就是计算一个字符串数组中各个元素的长度，返回一个新的整型数组。相当于一个集合通过一定的规则映射成另一个集合。再看另一个例子，代码如下：

int [] data={1,3,6,7,9,10};
int sum=0;
for(int item:data){
  if(item%2==0)
  sum+=item;
}

上面一段代码，也很简单，就是计算一个整型数组中所有偶数的和。

回忆下我们自己写的代码，会发现在处理集合数据时有大量的类似结构的循环代码，其实这也是一种重复代码。但是在传统方式下好像已经是最简化代码了，无法再让代码更简洁了。

下面我们看看在函数式编程中是如何处理的。

三、函数式编程下的集合操作

函数式编程语言对集合的操作提供了更高级别的方法（高阶函数）来处理，使得编码更加简单、更加方便，可以让编码精力更聚焦业务和逻辑。我们来看几个简单例子。

假设有这样一个列表，列表中的每个元素是一个整数，如 list = [23 , 4, 56, 78, 9,20]，我们要从该list中筛选出元素值大于20的元素组成一个新的集合，传统的编码实现如下（这里用的是伪代码）。

newList = new List()
for( x in list){
  if (x>20)
  newList.add(x)
}

上面代码利用循环语句对集合进行遍历遍历，并对每个元素进行条件判断，最终得到了一个新的集合。那我们看下如果用函数式编程语言来写，则代码是这样的：

newList = list.filter( x  ->  x>20)

可以看出，就一句语句搞定。用传统的循环语句去实现，我们需要关注集合的边界，需要去用命令的方式去编写代码。而用函数式编程语言提供的高价函数filter，我们只需关注核心点，这个问题的核心点就是要“筛选出集合中值大于20的元素形成一个新集合”。

上面filter方法中的参数格式看起来比较怪，其实filter函数的参数是一个匿名函数。->前面的 ｘ是匿名函数的参数，代表集合中的元素，-> 后面的 x>20 是函数体，这里是一个布尔表达式。filter函数会对集合中的每个元素调用一次匿名函数，处理返回值为true（即x>20）的元素会保留到新集合中。

注意，不同的语言在匿名函数的编写语法上有区别，但核心是一样的，在这里就是 x>20 这个表达式。使用函数式编程，不用关心实现的细节，只是告诉框架想要什么，而不关心怎么得到（而用循环就是要关心怎么得到），把这个实现的细节交给语言和框架去做。

我们再看一个例子，如果要把上面的list中的每个元素的值乘以2，来形成一个新集合。传统的做法也很简单，写个循环搞定。

newList = new List()
for( x in list){
  newList.add(x*2)
}

函数式编程可以这样写：

newList =list.map(x -> x*2) 

同样也是一句语句搞定，我们只关心“乘以2”这个核心点。

再看一个例子，如果我们要计算列表中所有元素的和，传统的做法是：

result =0
for( x in list){
  result+=x
}

函数式编程可以这样写：

result  = list.reduce( (value,x) -> value + x)

结合上面的例子以及日常我们的编程经验，我们来思考下编程中对集合的操作，抽象下，不外乎三种基本的操作单元：

一是过滤集合中的元素，产生一个子集合；

二是将集合中的每个元素转化为另一个值，产生一个新集合；

三是对集合中元素进行一些合并计算，如求和。

在函数式编程中，这些被抽象成 filter , map 和 reduce三个原子操作，对应三个高阶函数，这种高层面的抽象，简化了代码，提高了代码的重用性。其它对集合的操作都是在这三个原子操作上的变种和组合。

我们再看一个需求，假设我们先要找出 list中元素值大于20的元素，然后把符合条件的元素翻倍，然后求和。传统的做法是写一个循环语句，在循环体内把这几个逻辑都完成。代码如：

result =0
for( x in list){
  if(x>20)
    result+= (x*2)
}

如果我们用函数式编程来写：

result = list.filter(x-> x>20).map(x->x*2).reduce( (value,x) -> value+x)

可以看出函数式编程采用这种流的方式，表达更清楚，代码更简洁和清晰，更接近事物的本质，是描述的需求，而不是细节的实现。大家不要担心这样写是否要循环三遍呢，不会的，编译器和运行环境会在底层做合并和优化的。

可以看出，利用集合的filter,map,reduce三个原子操作，可以大大简化对集合类型数据的处理。这三个原子操作的高阶函数，很多编程语言都支持，如python，ruby, java8，scala等语言。