C++中的函數式程式設計面試常見問題

隨著C 在電腦領域中的廣泛應用和對程式設計範式的不斷探索，函數式程式設計也成為了一個備受矚目的話題。在C 中，函數式程式設計有許多特殊的概念和語法，因此在面試中也經常涉及相關問題。本文就C 中的函數式程式設計面試常見問題進行了總結與解答。

一、函數式程式設計的優缺點

面試官可能會問到你對函數式程式設計的優缺點的理解。函數式程式設計具有以下優點：

1. 可讀性強。函數式程式設計只關注函數的輸入和輸出，不考慮內部狀態等其他因素，所以其程式碼通常比較簡潔、易讀。
2. 引用透明。函數式程式設計忽略掉了變數狀態的改變，函數的回傳值只依賴輸入參數，所以同樣的輸入參數對一個函數總是會傳回相同的結果。這種特性稱為引用透明。
3. 易於測試。函數式程式設計的每一個函數都是純函數，這個函數不會有副作用，只要確保輸入和輸出正確，就可以確保這個函數是正確的。

但是，函數式程式設計也存在以下缺點：

1. 計算效率較低。函數式程式設計的設計思想是將較大、龐雜的問題分解為較小的問題並以遞歸的方式求解。這種方式雖然能夠極大的提高程式碼的抽象能力和可讀性，但其效率相對較低。
2. 記憶體佔用較大。函數式程式設計中的遞歸和巢狀呼叫會導致堆疊的層數很大，從而增加了程式的記憶體佔用。相同的程式在C語言中就不會出現這個問題。

二、純函數和非純函數的差異

純函數是指函數沒有副作用，不會改變輸入參數的狀態，也不依賴任何外部狀態。非純函數則是相反的，它可能改變輸入參數的狀態，或依賴外部狀態。

面試官可能會檢視這兩個概念的區別，並詢問如何判斷函數是否為純函數。判斷一個函數是否為純函數，需要考慮以下幾點：

1. 函數是否改變了傳進去的參數。
2. 函數是否依賴了傳進去的參數以外的狀態。
3. 函數是否拋出了例外。

若函數沒有滿足上述條件，則函數就是非純函數。

三、高階函數的概念和應用

高階函數是指將一個或多個函數作為參數輸入的函數，或傳回一個函數的函數。在函數式程式設計中，高階函數是非常常見的。

面試官可能會考察高階函數的概念和應用，並實例示範函數作為參數的使用。例如，計算一個陣列的元素和可以使用以下高階函數：

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>

int accumulate(int v1, int v2) { return v1 + v2; }

int main() {
  std::vector<int> vec{1, 2, 3, 4, 5};
  std::cout << std::accumulate(vec.begin(), vec.end(), 0, accumulate);
  return 0;
}

這裡使用了STL庫中的std::accumulate函數，它將數組中的元素求和，並透過accumulate函數將每一項的值累加。

四、閉包的概念和應用

閉包是指一個函數以及創建該函數的環境變數組合而成的實體。透過建立一個閉包，我們可以使一個函數存取其運行環境中的變數。

面試官可能會檢視閉包的概念和應用，並要求你實現一個使用閉包的例子。例如，可以實作一個閉包用於對數組進行排序：

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>

auto less_than(int n) {
  return [=](int a) { return a < n; };
}

int main() {
  std::vector<int> vec{1, 2, 3, 4, 5};
  std::stable_partition(vec.begin(), vec.end(), less_than(3));
  for (auto& i : vec) {
    std::cout << i << " ";
  }
  return 0;
}

這裡使用了STL中的std::stable_partition函數，它可以將一個序列劃分為兩個排好序的序列。將數組的元素劃分時，根據less_than函數傳回值來進行劃分。

結束語:

本文總結了C 中的函數式程式設計面試常見問題及其解答，希望能夠對正在準備面試或正在學習函數式程式設計的讀者提供一些幫助。雖然函數式程式設計相對於過程式程式設計和物件導向程式設計來說是一個相對較新的方法，但是它的實用價值是不可忽視的，值得我們去學習和深入研究。

以上是C++中的函數式程式設計面試常見問題的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！