《無瑕的程式碼 函數式設計篇》推薦序

這本《無瑕的程式碼 函數式設計篇》並不是在討論「函數式程式設計」。它是談論更高層次的原則、模式與實踐。書中進行了大量的物件導向程式設計（Object-Oriented Programming，OOP）與函數式程式設計（Functional Programming，FP）的討論。OOP採用Java展示，FP則採用Clojure展示。

我不可否認，在閱讀的過程中，Clojure程式語言會是一個門檻。我認為造成這個門檻的部份原因是因為Clojure程式語言的中文資源相對稀少。除了書中提供的一些速成資料外，想要多了解Clojure程式語言需要讀者多花費些功夫。但這不影響討論精華，回到書中，讓我來快速整理一下OOP與FP之間的特點：

物件導向程式設計的特點

• 狀態與行為的封裝：物件導向透過類別將狀態與行為封裝在模組內部，強調物件之間的互動。提供直觀的結構，方便理解和設計大型軟體系統。
• 抽象與繼承：抽象化的層次設計允許通過基礎類別和子類別關係來組織程式碼，便於重覆使用。
• SOLID設計原則：SOLID原則在物件導向中尤為重要，例如單一職責、開放封閉等，以促進系統的可擴展性與維護性。

這其中的精華淬鍊出來就是我們熟知的設計模式（Design Patterns）。

函數式程式設計的特點

• 參考透明性與純函數：函數式程式設計避免副作用，函數僅根據輸入返回輸出，確保程式的穩定性與可測試性。
• 不可變性：透過不可變的資料結構減少狀態改變所帶來的錯誤，尤其適用於多執行緒環境。
• 遞迴代替迭代：使用遞迴來移除變數的指派，並通過尾端呼叫最佳化（TCO）提升效能。

這其中我認為遞迴（recursion）與迭代（iteration）的觀念尤為重要，不論是在OOP或FP的世界都是非常重要的核心觀念。

遞迴核心觀念

• 去變數化：函數式程式設計避免使用可變變數，而遞迴通過傳遞參數實現狀態的演進。每次遞迴呼叫都是以新的引數值代替舊的狀態，讓程式邏輯更加清晰。
• 尾端呼叫最佳化 (Tail Call Optimization, TCO)：書中提到遞迴是函數式程式的基石，但需要透過TCO避免堆疊空間的浪費。尾端呼叫將最後一次遞迴最佳化成跳回函數的開頭，重用堆疊框架，提升效能。
• 結構的優勢：遞迴更接近數學歸納的思維方式，程式碼簡潔且直觀。使用遞迴能更自然地處理樹狀結構或分治問題（divide-and-conquer）。

迭代的應用與限制

• 迭代的效率：傳統的迭代（如for和while循環）在程式設計中具備明顯的執行效率優勢。它對記憶體的占用更少，不需要堆疊的管理。
• 缺乏不可變性：迭代通常依賴於可變變數，因此需要額外處理狀態變更的副作用。

遞迴適合問題的分解和層次化，尤其在需要解決如樹形或圖形結構的問題時。迭代偏向直接和程序式（procedure），適合線性結構處理。這是讀者可以多加琢磨的地方。

書中不斷證明，OOP能行之事，FP一樣能行；但OOP與FP兩者之間並非互斥，而且互補的關係，兩者可以在設計中共同使用。函數式程式設計可用於增強物件導向的穩定性與彈性。書中也展示如何在物件導向中運用函數式的技術，減少耦合，提升系統設計的靈活性。

讀者在學習這些原則、模式與實踐會面臨不小的挑戰，例如，過度依賴單一範式，書中提醒，無論物件導向或函數式，都有其不足之處，避免陷入某一範式的偏見。如何在工作中權衡，根據具體需求選擇適當的方式，如在多執行緒中偏向函數式的不可變性，而在大型結構化系統中更依賴物件導向等等，學習的關鍵，在於擺脫範式迷思，靈活選擇最適合當下情境的設計方法。

此書讀起來，讀者會較有壓力的地方（我也是），除Clojure程式語言之外會是在範例的參考資料。書中的範例多數來自Uncle Bob的其他圖書，例如《無瑕的程式碼 軟體工匠篇》（Clean Craftsmanship）剛好是我審校，因此我知道這些範例的精彩之處，但書中非常專注在討論函數式主題，對於這些借來的題目，並無過多的說明。當然，或許Uncle Bob認為，對於一本新出版的圖書來說，他前面的系列圖書，讀者們應該都已經讀過了。（應該書架上都有一排Uncle Bob系列，能隨時回去翻閱！）

總而言之，《無瑕的程式碼 函數式設計篇》不是單純的函數式程式設計教科書，而是一場從原則到實踐的深度對話。對於渴望持續進步的程式設計師，它帶來的不僅是技術知識，還有一種重新審視與平衡開發思維的啟示。

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