编辑“︁Kotlin函数式编程概述”︁

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== 引言 ==
'''函数式编程'''（Functional Programming, FP）是一种以数学函数为核心理念的编程范式，强调'''不可变性'''、'''纯函数'''和'''高阶函数'''等特性。Kotlin作为一门多范式语言，完美融合了面向对象与函数式编程的特性。本章将系统介绍Kotlin中函数式编程的核心概念、语法糖及其实际应用场景。

== 核心特性 ==
Kotlin函数式编程围绕以下关键特性展开：

{| class="wikitable"
|+
! 特性
! 描述
! Kotlin实现示例

| '''纯函数'''
| 相同输入始终产生相同输出，无副作用
| <syntaxhighlight lang="kotlin">
fun square(n: Int): Int = n * n // 无IO/状态修改
</syntaxhighlight>

| '''不可变性'''
| 数据创建后不可修改
| <syntaxhighlight lang="kotlin">
val list = listOf(1, 2, 3) // 不可变集合
</syntaxhighlight>

| '''高阶函数'''
| 函数可作为参数或返回值
| <syntaxhighlight lang="kotlin">
fun <T> List<T>.filter(predicate: (T) -> Boolean): List<T>
</syntaxhighlight>

| '''Lambda表达式'''
| 匿名函数的简洁语法
| <syntaxhighlight lang="kotlin">
val sum = { a: Int, b: Int -> a + b }
</syntaxhighlight>
|}

== 基础语法详解 ==
=== 高阶函数示例 ===
Kotlin标准库中大量使用高阶函数，例如`map`和`reduce`：

<syntaxhighlight lang="kotlin">
fun main() {
    val numbers = listOf(1, 2, 3, 4)
    
    // map转换
    val squares = numbers.map { it * it }
    println(squares) // 输出: [1, 4, 9, 16]
    
    // reduce聚合
    val sum = numbers.reduce { acc, num -> acc + num }
    println(sum) // 输出: 10
}
</syntaxhighlight>

=== 函数组合 ===
通过函数引用来实现管道操作：

<syntaxhighlight lang="kotlin">
fun isEven(num: Int) = num % 2 == 0
fun square(num: Int) = num * num

fun main() {
    val process = ::isEven andThen ::square
    println(process(4)) // 输出: true → 16
}

infix fun <A, B, C> ((A) -> B).andThen(f: (B) -> C): (A) -> C = 
    { x -> f(this(x)) }
</syntaxhighlight>

== 实际应用案例 ==
=== 数据流处理 ===
使用函数式风格处理用户数据：

<syntaxhighlight lang="kotlin">
data class User(val name: String, val age: Int, val active: Boolean)

fun processUsers(users: List<User>) {
    users.filter { it.active }
         .groupBy { it.age / 10 * 10 } // 按年龄段分组
         .mapValues { (_, group) -> group.size }
         .forEach { (ageRange, count) ->
             println("$ageRange+: $count users")
         }
}
</syntaxhighlight>

=== 状态管理 ===
不可变数据在状态更新中的应用：

<syntaxhighlight lang="kotlin">
data class AppState(val counter: Int, val logs: List<String>)

fun updateState(old: AppState): AppState =
    old.copy(
        counter = old.counter + 1,
        logs = old.logs + "Incremented to ${old.counter + 1}"
    )
</syntaxhighlight>

== 数学基础 ==
函数式编程的理论基础源于'''λ演算'''（Lambda Calculus），其核心表达式为：
<math>
\begin{cases}
(λx.M) & \text{函数抽象} \\
(M N) & \text{函数应用}
\end{cases}
</math>

在Kotlin中的对应实现：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val lambda = { x: Int -> x * x }  // λx.x²
println(lambda(3))                // 输出: 9
</syntaxhighlight>

== 性能考量 ==
通过序列（Sequence）实现惰性求值：

<mermaid>
graph LR
    A[集合操作] -->|立即执行| B(生成中间集合)
    A -->|序列操作| C(惰性流水线)
    C --> D(终端操作触发计算)
</mermaid>

<syntaxhighlight lang="kotlin">
fun main() {
    val result = (1..1_000_000)
        .asSequence()
        .filter { it % 2 == 0 }
        .map { it * it }
        .take(10)
        .toList() // 仅处理必要元素
}
</syntaxhighlight>

== 最佳实践 ==
* 优先使用`val`而非`var`
* 将复杂操作拆分为纯函数组合
* 使用标准库函数替代显式循环
* 对大数据集使用Sequence优化性能

== 常见误区 ==
{{Warning|1=
* 误认为所有函数都需要是纯函数（合理处理副作用是关键）
* 过度使用嵌套链式调用（影响可读性时应拆分）
* 忽视Java互操作时的空安全问题
}}

== 进阶主题 ==
* 类型类（Typeclasses）与Kotlin接口
* 单子（Monad）模式实践
* 协程与函数式异步编程
* Arrow库的扩展功能

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[[Category:函数式编程]]

[[Category:编程语言]]
[[Category:Kotlin]]
[[Category:Kotlin函数式编程]]