函数式编程的两种路线

可能很多人没有意识到，函数式编程（FP）有两种非常不同的路线。

一条路线，为类型疯狂。这条路线的语言以Haskell为代表。这种FP，一切以类型为
中心，编程的主要任务，是要把类型搞对了，让编译器高兴，号称是“如果程序编译通
过了，程序就是对的”。这条线来自学术界，有很长的历史，是FP的主流路线，有很多
其他FP语言以此为模版。科班出身的同学们说到FP，说的就是这条路线的FP。可能他们
上学的时候学过Haskell，甚至可能还给Haskell课当过助教，但是他们恨死了Haskell
。所以这些同学们，是打死不信FP能实用的。

科班出身的同学们不知道的是，FP还有另一条路线，与Haskell完全不同，它为数据疯
狂。这条路线的语言目前只有一个样本，就是Clojure。这条路线是野路子，来自一个
没有CS背景的学音乐的程序员，名字叫Rich Hickey。他发明Clojure是让自己还可以继
续编程下去。他当时主要用C++编程接活，还在NYU教过C++。但2007年的时候他觉得自
己身心俱疲，被并行编程快搞疯了，觉得非FP不可。他还用过Common Lisp，觉得Lisp
很好，所以就想搞个FP的Lisp。于是他用了2年时间写了Clojure，发在Common Lisp的
邮件组里面。目前Clojure是Redmonk排名21的编程语言。

刚开始的时候，Clojure主要被当成一个并发语言来宣传的，主要宣传它的software 
transactional memory的机制，比如atom, ref, agent这些有控制的mutation。

在十年以后的今天，几乎没有人提这些了。人们在使用中发现，其实大部分的代码，不
需要mutation。Clojure的真正优势，在于它面向数据的编程模式。

面向数据的编程（DOP）有哪些特征？我个人总结一下，有这几点：

1. 数据是第一位的。

Lisp说“代码也是数据”。Clojure是一种Lisp，当然代码也是数据，这似乎不算有啥
新意。但当Lisp说代码是数据的时候，主要是说Lisp可以用宏来操作代码，而Clojure
并不鼓励用宏。那啥意思呢？原来在Clojure里面，有这样一个说头，“能用数据干的
事，不要用函数干，能用函数干的事，不要用宏干”。连函数都不是第一位的！

为什么？因为按照其能被组合的能力排序：数据》函数》宏。宏的可组合性最差，有的
宏完全不能被组合。函数的组合方式也很有限，就两种，一个是函数组合（f (h (g x)
))，另外就是函数本身可以被传来传去。而数据的可组合方式是无限的。所以在
Clojure里面，数据是第一位的。

2. 数据是显式的。

既然数据是第一位的，那么它在程序中是裸露的，不用封装隐藏起来，也不需要转换，
数据能在代码里面看见，所见即所得，数据在代码中有字面的表示。

3. 数据是普通的。

不需要类型，不需要特别的结构，不需要DSL, 只需要用几种普通的不变数据结构就足
够了。Clojure程序一般就用映射{}，列表()，矢量[]，集合#{}这四种不变数据结构来
代表一切。

为啥这四种就够了，因为他们分别表示了所有计算需要表示的抽象概念：映射当然很重
要，根据范畴论的数学基础理论，有了映射就有了一切数学；列表表示了计算机特有的
执行的概念，列表的第一个元素是特殊的，表示执行何种功能，这就是Lisp的强大之处
；矢量是Clojure特有的，与列表区分开，是突出不具备执行功能的纯数据，只用来表
示顺序的概念；集合也被分出来，用来表示纯数据中没有顺序概念的东西，这也是数学
的传统基础。

不需要类型，这是Clojure与Haskell最大的分歧。类型能保证的东西很有限，比如不能
保证程序的语义是正确的，而它带来了过多的对程序员限制，算是得不偿失。

没有类型，那如何保证程序是对的？完全靠测试么？Clojure的回答是，靠spec。 spec
是对程序行为的一种描述，用来描述数据应该是什么样子的，比如一个map应该含有什
么key，等等，还可以用来描述函数的输入输出应该是什么样的，比如输入应该是奇数
，输出是符合某个等式的，等等。这比目前所有类型系统都要更强，因为这个描述语言
可以用一般的Clojure代码，所以是图灵完备的。有了spec，可以在编译时报错，可以
自动产生成千上万个测试，可以在运行时检测输入输出，等等。spec是可选的，而不是
编译器强加的一个负担。

我觉得未来属于面向数据的编程，你也试试看？