不动点原理是一个在数学、计算机科学和其他领域中常用的概念。在计算机科学中,由于函数通过不断调用自身函数来实现递归的过程,而不动点正是指将函数的调用结果和其自身联合起来,也就是函数的输入和输出一致,即函数的调用结果与函数自身相等,也称为固定点。
一个函数f的不动点x是满足x=f(x)的解。在Functional Programming(函数式编程)中,不动点原理是用于解决高阶函数的递归定义问题的一种方法。
这里简要推导不动点原理:
假设有一个式子x=f(x),如果我们想要寻找这个方程的解,可以通过将其变换为一个迭代式x(n+1)=f(x(n)),根据已知的初值x(0),我们可以一步步计算出x(1), x(2), ..., 直到达到了一个稳定状态x,
假设函数f是一个连续的函数,也就是说它的变化是连续的,那么我们可以把x(n)看成是f的n次迭代后的输出。此时,如果f存在固定点x,也就是说x=f(x),那么当n趋向于无穷大时,x(n)就会逐渐趋近x,x(n)的极限为x,我们就找到了方程的解。
因此,不动点原理成为一种寻找函数的解的方法,在计算机科学中广泛应用于函数式编程的递归定义问题。