C++ 函数式编程教程

"Talk is cheap. Show me the code."

视频链接:C++ 函数式编程

概述

这是一个使用 C++ 进行函数式编程的实战教程。不搞虚的，直接上代码。

为什么用 C++ 做函数式编程？

• C++ 支持 lambda、模板、constexpr
• 零成本抽象 - 函数式不等于低效
• 强类型系统
• 编译期计算能力强大

目录结构

基础篇

• 01-functions/ - Lambda 表达式、闭包、std::function、泛型 lambda
• 02-immutability/ - const 正确性、constexpr、不可变类设计
• 03-pure-functions/ - 纯函数、副作用隔离、引用透明性
• 04-higher-order-functions/ - map/filter/reduce、STL 算法、函数作为参数和返回值

核心技术

• 05-currying-partial/ - 柯里化模板、std::bind、偏应用、配置工厂
• 06-composition/ - compose/pipe、组合子、point-free 风格
• 07-ranges/ - C++20 Ranges、views 管道语法、惰性求值

类型驱动设计

• 08-algebraic-types/ - std::variant、std::optional、模式匹配、状态机
• 09-error-handling/ - Result 类型、std::expected (C++23)、异常 vs 返回值

进阶模式

• 10-functors-monads/ - fmap、bind、Maybe/Result monad、monad 定律
• 11-lazy-memoization/ - Lazy<T>、memoize、无限序列
• 12-capstone/ - 构建一个内存数据查询 DSL（领域特定语言）

特别说明 : 原书实战项目为 actor模型设计 ,本教程为 DSL

项目实战

• Rain - 使用本教程所学的函数式编程技术构建的实战项目

环境要求

• C++20 或更高（推荐 C++23）
• 编译器：GCC 10+, Clang 12+, MSVC 2019+
• CMake 3.20+

编译

cmake -S . -B build
cmake --build build

# 编译单个目标（格式：<章节目录>_<文件名>）
cmake --build build --target 01-functions_01_lambdas

# 运行
./build/bin/01-functions_01_lambdas

学习路径

1. 按章节顺序学习
2. 每章先看理论，再跑代码
3. 完成对应练习
4. 不懂的多看几遍代码 - 代码不会撒谎

核心原则

• Immutability - 默认不可变
• Pure Functions - 同样输入 → 同样输出
• Composition - 小函数组合成复杂逻辑
• Declarative - 说"要什么"，不是"怎么做"
• Type Safety - 类型系统是你的朋友

反模式警告

避免这些坑：

• 深度嵌套（> 3 层就该重构）
• 上帝函数（一个函数干太多事）
• 共享可变状态（bug 的温床）
• 到处 null 检查（用 Optional）
• 异常做流程控制（用 Result）

审核

内容使用claude code以及codex审核

贡献

发现问题直接提 issue，有更好的实现就 PR。

License

MIT