函数式编程思想

2024-09-09 07:04
文章标签 函数 编程 思想

本文主要是介绍函数式编程思想,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

我们经常会用到各种各样的编程思想,例如面向过程、面向对象。不过笔者在该博客简单介绍一下函数式编程思想.

如果对函数式编程思想进行概括,就是f(x) = na(x) , y=uf(x)…至于其他的编程思想,可能是y=a(x)+b(x)+c(x)…,也有可能是y=f(x)=f(x)/a + f(x)/b+f(x)/c…

面向过程的指令式编程

面向过程,简单理解就是y=a(x)+b(x)+c(x)…这种,可能有人会问面向对象,嗯,对于这种小型精巧的分治算法,使用面向对象有点像是无稽之谈,所以指令式的面向过程往往是一个好选择。

下面以快速排序为例,现在我们需要对数组进行从小到大排序。

快速排序的核心就是:将数组划分为左右两个子集,保证右边的元素比左边大,然后不断递归重复这个过程。

我们要实现排序的过程如下:

分割与交换
分割与交换
分割与交换
分割与交换
分割与交换
分割与交换
分割与交换
分割与交换
分割与交换
分割与交换
分割与交换
分割与交换
分割与交换
分割与交换
全集
左子集
右子集
左子集的左子集
左左左子集
左左右子集
左子集的右子集
左右左子集
左右右子集
右子集的左子集
右左左子集
右左右子集
右子集的右子集
右右左子集
右右右子集

显然,这是一个不断递归的过程,但是我们可以观察到,程序总是在重复分割交换这个过程,因此将交换和分割单独写一个函数,作为基本指令。因此我们需要有三个函数:交换函数、分区函数、排序函数。

过程如下:

#include <stdio.h>// 交换两个元素
void swap(int* a, int* b) {int temp = *a;*a = *b;*b = temp;
}// 分区函数
int partition(int arr[], int low, int high) {int pivot = arr[high]; // 选择最后一个元素作为枢轴int i = (low - 1); for (int j = low; j <= high - 1; j++) {// 如果当前元素小于或等于枢轴if (arr[j] <= pivot) {i++; //j查找比枢纽小的元素,i++后必然指向比枢纽大的元素,否则i与j会同步更新swap(&arr[i], &arr[j]);}}swap(&arr[i + 1], &arr[high]);return (i + 1);
}/*
//笔者更喜欢使用下面这种,分析源码就可以知道,下面更接近二分查找的形式,而上面更接近从头遍历。
//经过笔者测试,上面的平均耗时几乎是下面的1.7倍int partition(int arr[], int low, int high) {int pivot = arr[high]; // 选择最后一个元素作为枢轴int i = low - 1; // 较小元素的索引int j = high ;for( ; ; ){while( arr[++i] < pivot){ }while( arr[--j] > pivot && j > low){ }if( i < j)swap(&arr[i],&arr[j]);elsebreak;}swap(&arr[i], &arr[high]);return i ;
}*/// 快速排序函数
void quickSort(int arr[], int low, int high) {if (low < high) {// pi 是分区索引,arr[pi] 已经排好序int pi = partition(arr, low, high);// 分别排序两个子数组quickSort(arr, low, pi - 1);quickSort(arr, pi + 1, high);}
}// 打印数组
void printArray(int arr[], int size) {for (int i = 0; i < size; i++)printf("%d ", arr[i]);printf("\n");
}int main() {int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5};int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);quickSort(arr, 0, n - 1);printf("Sorted array: \n");printArray(arr, n);return 0;
}

现在让我们来看看函数式编程:

函数式编程

函数式编程的重点在于数组,简单用该图理解:

简单来说就是,重点关心输入和输出,屏蔽其他因素。

图中的过程是,输入全集数组,输出结果是无数个小数组,输入小数组,输出结果是合并后的全集数组。所以我们需要有两个函数:排序分割函数、合并函数。

分割与交换
分割与交换
分割与交换
分割与交换
分割与交换
分割与交换
分割与交换
分割与交换
合并
合并
合并
合并
合并
合并
合并
合并
全集
左左左子集
左左右子集
左右左子集
左右右子集
右左左子集
右左右子集
右右左子集
右右右子集
排序后的数组

代码如下:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>//排序的本质是对数组的操作,它将数组划分为一个个的小单元
typedef struct {int* array;int length;
} SubArray;//合并小单元
SubArray concatenate(SubArray left, int pivot, SubArray right) {int* new_array = (int*)malloc((left.length + right.length + 1) * sizeof(int));for (int i = 0; i < left.length; i++) {new_array[i] = left.array[i];}new_array[left.length] = pivot;for (int i = 0; i < right.length; i++) {new_array[left.length + 1 + i] = right.array[i];}return (SubArray){new_array, left.length + right.length + 1};
}SubArray quicksort(int* array, int length) {if (length <= 1) {return (SubArray){array, length};}int pivot = array[0];int* left_array = (int*)malloc(length * sizeof(int));int* right_array = (int*)malloc(length * sizeof(int));int left_size = 0, right_size = 0;for (int i = 1; i < length; i++) {if (array[i] <= pivot) {left_array[left_size++] = array[i];} else {right_array[right_size++] = array[i];}}SubArray left_sorted = quicksort(left_array, left_size);SubArray right_sorted = quicksort(right_array, right_size);SubArray result = concatenate(left_sorted, pivot, right_sorted);free(left_sorted.array);free(right_sorted.array);return result;
}void printArray(int* array, int length) {for (int i = 0; i < length; i++) {printf("%d ", array[i]);}printf("\n");
}int main() {int array[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5};int length = sizeof(array) / sizeof(array[0]);SubArray sorted = quicksort(array, length);printf("Sorted array: ");printArray(sorted.array, sorted.length);free(sorted.array);return 0;
}

这篇关于函数式编程思想的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1150480

相关文章

shell编程之函数与数组的使用详解

《shell编程之函数与数组的使用详解》:本文主要介绍shell编程之函数与数组的使用,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录shell函数函数的用法俩个数求和系统资源监控并报警函数函数变量的作用范围函数的参数递归函数shell数组获取数组的长度读取某下的

MySQL高级查询之JOIN、子查询、窗口函数实际案例

《MySQL高级查询之JOIN、子查询、窗口函数实际案例》:本文主要介绍MySQL高级查询之JOIN、子查询、窗口函数实际案例的相关资料,JOIN用于多表关联查询,子查询用于数据筛选和过滤,窗口函... 目录前言1. JOIN(连接查询)1.1 内连接(INNER JOIN)1.2 左连接(LEFT JOI

MySQL中FIND_IN_SET函数与INSTR函数用法解析

《MySQL中FIND_IN_SET函数与INSTR函数用法解析》:本文主要介绍MySQL中FIND_IN_SET函数与INSTR函数用法解析,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,感兴趣的朋友一... 目录一、功能定义与语法1、FIND_IN_SET函数2、INSTR函数二、本质区别对比三、实际场景案例分

C++ Sort函数使用场景分析

《C++Sort函数使用场景分析》sort函数是algorithm库下的一个函数,sort函数是不稳定的,即大小相同的元素在排序后相对顺序可能发生改变,如果某些场景需要保持相同元素间的相对顺序,可使... 目录C++ Sort函数详解一、sort函数调用的两种方式二、sort函数使用场景三、sort函数排序

C语言函数递归实际应用举例详解

《C语言函数递归实际应用举例详解》程序调用自身的编程技巧称为递归,递归做为一种算法在程序设计语言中广泛应用,:本文主要介绍C语言函数递归实际应用举例的相关资料,文中通过代码介绍的非常详细,需要的朋... 目录前言一、递归的概念与思想二、递归的限制条件 三、递归的实际应用举例(一)求 n 的阶乘(二)顺序打印

C/C++错误信息处理的常见方法及函数

《C/C++错误信息处理的常见方法及函数》C/C++是两种广泛使用的编程语言,特别是在系统编程、嵌入式开发以及高性能计算领域,:本文主要介绍C/C++错误信息处理的常见方法及函数,文中通过代码介绍... 目录前言1. errno 和 perror()示例:2. strerror()示例:3. perror(

揭秘Python Socket网络编程的7种硬核用法

《揭秘PythonSocket网络编程的7种硬核用法》Socket不仅能做聊天室,还能干一大堆硬核操作,这篇文章就带大家看看Python网络编程的7种超实用玩法,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起... 目录1.端口扫描器:探测开放端口2.简易 HTTP 服务器:10 秒搭个网页3.局域网游戏:多人联机对战4.

Kotlin 作用域函数apply、let、run、with、also使用指南

《Kotlin作用域函数apply、let、run、with、also使用指南》在Kotlin开发中,作用域函数(ScopeFunctions)是一组能让代码更简洁、更函数式的高阶函数,本文将... 目录一、引言:为什么需要作用域函数?二、作用域函China编程数详解1. apply:对象配置的 “流式构建器”最

Java并发编程必备之Synchronized关键字深入解析

《Java并发编程必备之Synchronized关键字深入解析》本文我们深入探索了Java中的Synchronized关键字,包括其互斥性和可重入性的特性,文章详细介绍了Synchronized的三种... 目录一、前言二、Synchronized关键字2.1 Synchronized的特性1. 互斥2.

Android Kotlin 高阶函数详解及其在协程中的应用小结

《AndroidKotlin高阶函数详解及其在协程中的应用小结》高阶函数是Kotlin中的一个重要特性,它能够将函数作为一等公民(First-ClassCitizen),使得代码更加简洁、灵活和可... 目录1. 引言2. 什么是高阶函数?3. 高阶函数的基础用法3.1 传递函数作为参数3.2 Lambda