函数式编程实践（1）：高阶函数的使用

回想Lambda在LINQ中的使用，我们就可轻易理解函数式编程的特征之一：函数作为参数传递（即“函数的函数”，函数作为自变量）。函数作为参数导致函数的复合（还记得高中数学中的f(g(x))吗）。经常用LINQ的人一定对此已经习以为常。

今天我们讨论函数式编程的另外一个特征，即高阶函数。所谓高阶函数，就是“返回函数的函数”（注意与上文“函数的函数”相区别，函数作为因变量）。举一个最简单的例子：

Func<int, Func<int, int>> f = x => y => x + y;

注意这个委托变量的声明方式，从中我们可以直接解读到，这个委托类型对应的函数是这样的：输入一个int，返回一个函数；返回的函数是这样的：输入一个int，返回一个int。

再看“f =”右边的Lambda表达式，它其实是这样：

x => (y => (x + y));

或者

x => { return y => x + y; };

这个函数就是一个返回函数的函数，即高阶函数。当我们输入外层函数的参数，例如指定1，则f(1)仍然是一个函数，它等于y => 1 + y这个函数，如果你乐意，可以给它取名叫g函数，它用于给一个数加1。 我们可以继续传入参数，例如f(1)(2)，也就是g(2),也就是给2加1。

不知道这样解释是否清楚明白。也许你会说这有什么用，你永远不会用到。但是我就是这样一个人，会对不一样的体验着迷，我把这种方式用到了项目中。我的项目是城市规划应用，是一个Windows Forms实现的城市指标分析结果查看器。在项目中有如下的Paint事件处理器：

private void pictureBox1_Paint(object sender, PaintEventArgs e)
{
    _display.g = e.Graphics;
    _display.Width = pictureBox1.Width;
    _display.Height = pictureBox1.Height;
            
    e.Graphics.Clear(Color.Black);
    if (cbShowResult.Checked)
    {
        _display.PaintValue();
    }
    if (cbShowRoads.Checked)
    {
        _display.PaintRoad();
    }
    if (cbShowParcels.Checked)
    {
        _display.PaintParcel();
    }
    if (cbShowSpot.Checked)
    {
        _display.PaintSpot();
        _display.PaintHover();
        _display.PaintSelect();
    }
    if (!string.IsNullOrEmpty(_display.ToolRuning))
    {
        _display.PaintTool();
    }
}

可以看到，在事件处理器中分别完成了绘制结果颜色、绘制道路、绘制地块、绘制点状实体、绘制点状实体悬停提示、绘制点状实体选择提示，以及绘制工具功能等模块。其中除了最后一个PaintTool，其他都是原生的静态C#函数，但PaintTool不是，它是一个Action类型的委托变量（Action委托对应不带参数、不返回值的函数）。

public Action PaintTool = () => { };

PaintTool的作用是为所有的工具进行必要的绘制，我的程序中有很多这样的工具功能，例如地块选择工具，需要根据鼠标位置高亮显示地块；测量工具，根据鼠标点选位置绘制折线；等等。如果使用传统方法，势必需要带参数的函数，例如为了高亮地块，需要传入地块；并且需要使用全局变量来为函数传入参数，因为鼠标位置的获取需要在其他事件处理器中完成。其他绘制函数都是不带参数的，那么这个难道不能统一吗？而且全局变量还是少用为好，函数式编程连变量都反对，何况全局变量。

让我优雅一次吧。我定义了如下委托变量：

public Func<CityParcel, Action> PaintHoverParcel;

在SetTool方法中为它赋值：

PaintHoverParcel = parcel => () =>
{
    if (parcel != null)
    {
        Point[] pts = parcel.Domain.Points.Select(x => CanvasCoordinate(x)).ToArray();
        g.DrawPolygon(new Pen(Color.Red, 5), pts);
    }
};

在MouseMove事件处理器中，

_display.PaintTool = _display.PaintHoverParcel(_display.DetectParcelHover(e.X, e.Y));

其中DetectParcelHover函数用于返回鼠标位置的地块，传入PaintHoverParcel中，返回正好是一个Action，于是赋值给PaintTool。

为了帮助理解，我做如下解说：为了达成不带参数的绘制地块函数，需要给每个地块做一个单独的绘制函数；但是工作量大，于是用一个函数来实现，那就是一个这样的函数：给定一个地块，返回绘制这个地块的函数。这就是我们讨论的“返回函数的函数”，即高阶函数PaintHoverParcel。

这是我在博客园发表的第一篇文章。写这个随笔只是想呼唤一种精神。我们会发现这样一种现象：在美国，越是从Windows API、MFC、Windows Forms、WPF一路走来的老技术人员，越是为每一次新技术带来的改变而欢呼。同样的事情到了中国，则只有无尽的守旧、抱怨、排斥甚至麻木。园子里时常对LINQ不屑的声音不在少数。我们有足够的理由相信，要想创新，首先需要对新事物有一种宽容，只有宽容对待，才能理性发现、理性领悟、理性升华、理性创造。固步自封、安于现状、畏手畏脚、盲目排新的民族，永远无法以创新者的姿态战胜那些曾经敬仰我们的人。也许，那久违的敬仰已经成为你我每一个人的包袱。