微软：Excel 正成为开发者的终极武器

【CSDN 编者按】有点雷人，Excel 不仅仅是办公软件，还是编程语言……言归正传，Excel 作为编程语言还存在一些不足。为了弥补这些缺陷，Excel 团队与微软剑桥研究院建立了长期合作关系。好消息接连传来……

作者 | Andy Gordon 译者 | 弯月

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

微软的 Excel 几乎是家喻户晓的办公软件，它也是世界上使用最广泛的编程语言。编写 Excel 公式的用户甚至超过了 C、C++、C#、Java 和 Python 程序员的总和。尽管 Excel 取得了巨大的成功，但作为一种编程语言它仍然有一些基本的弱点，其中最突出的两大弱点是：

  • Excel 公式语言实际上仅支持标量值，即数字、字符串和布尔值；

  • 不允许用户定义新函数。

为了解决这两个问题，微软剑桥研究院与 Excel 团队建立了长期合作关系，致力于将电子表格公式转换为成熟的编程语言。二者合作的成果逐步出现在产品中。在 2019 年 ACM SIGPLAN 编程语言原理研讨会（POPL 2019）上，微软宣布了两项重大进展：Excel 的数据类型不再限于文本和数字，允许单元格包含原生记录类型，包括链接到外部数据的实体以及动态数组（允许普通公式计算整个数组，结果溢出到相邻单元格中）等。这些变化都是为了解决第一个问题，即在 Excel 中建立丰富的、完整的、原生的结构化数据。

2020 年 12 月，微软发布了 LAMBDA，允许用户通过 Excel 的公式语言编写新函数，这可以直接解决第二个问题。这些新定义的函数可以调用其他的 LAMBDA 函数，深度不限，甚至可以递归。有了 LAMBDA 后，Excel 已具备图灵完备性。理论上来说，你可以使用 Excel 公式语言编写任何计算。现在，加入 Insiders:Beta 计划的用户已经可以使用 LAMBDA 了。在 2021 年的 POPL 大会上，微软的视频中讨论了 LAMBDA 以及电子表格的一些研究。

LAMBDA 的功能

研究人员都知道自 1960 年代以来，邱奇的 lambda 表示是很多编程语言的基础，因此，它本身就是一种富有表现力的编程结构。融合 lambda 为 Excel 带来了一次从量变到质变的提升。

为了说明 LAMBDA 强大的功能，下面我们使用这种表示法编写一个函数，计算直角三角形的斜边长：

=LAMBDA( X, Y, SQRT( X*X+Y*Y ) )

LAMBDA 是 2020 年 3 月发布的 LET 的补充，因此，这个示例也可以写成下面这样：

=LAMBDA( X, Y, LET( XS, X*X, YS, Y*Y,SQRT( XS+YS ) ) )

这个函数有两个参数：X 和 Y。函数的功能是将 X*X 的值绑定到 XS 中，Y*Y 的值绑定到 YS，结果返回 SQRT(XS+YS )。

我们可以利用 Excel 中已有的命名管理器，为这个公式命名。如果我们为该函数取名 PYTHAGORAS，则 PYTHAGORAS(3,4)的结果就等于 5。在完成命名后，你可以通过函数名调用函数，因此也就不需要重复整个公式了。

而且，LAMBDA 就是那个我们熟知且喜爱的lambda：lambda 可以是另一个lambda 的参数或者结果；你可以定义邱奇数；lambda 可以返回 lambda，所以也可以实现柯里化；使用 LAMBDA 定义不动点组合子，进而编写递归函数；等等。（此外，lambda 也可以拥有函数名，因此它们可以直接递归调用自己，这比使用不动点组合子要方便得多。）

递归调用：反转字符串和不动点组合子

反转字符串不属于 Excel 的内置功能，以前只能使用 Visual Basic 或 JavaScript 等语言编写。在下图中，REVERSE 是一个递归 LAMBDA，它使用一对辅助函数 HEAD 和 TAIL，分别获取第一个字符以及除第一个字符以外的所有字符。

即便不依靠递归定义的名称，Excel 的公式语言也是图灵完备的，因为我们可以使用传统的按值调用不动点组合子，对递归函数定义进行编码。实际上，在 Excel 代码库中，运行这种组合子也是 LAMBDA 早期的压力测试之一。下图定义了一个阶乘函数。

下一步的计划

我们还有很多计划。近期内即将发布的还有可嵌套的数组，以及更有效的处理数组的组合子，比如 MAP 和 REDUCE，这些组合子可以将lambda函数作为参数。除此之外，我们还希望不仅可以通过公式来定义函数，而且还可以利用整个工作表来定义函数，即所谓的工作表定义函数，甚至是弹性工作表定义函数。实际上，工作表定义的函数遵循的是常见的电子表格设计，用户可以通过分布在多个单元格上的多个公式来定义更大的函数。

社区的回应

只有当用户能够轻松、有效地使用某种编程语言，才能说这种语言取得了成功。有些人可能认为 LAMBDA 只适合编程语言爱好者，但对于最终用户来说太难了。在发布 LAMBDA 时，微软发动了一场全球规模的实验，看看最终用户是否能够适应高阶函数的编程。

最初得到的一些反馈很鼓舞人心。12 月，在 LAMBDA 发布的 24 小时内，我们收到了很多的视频，包括将数据拆分成多列和使用 LAMBDA 和 LET 来创建单个单元格报告的视频，还有一些博客帖子，包括计算轴刻度等，社区提供了很多我们从未想到的应用 LAMBDA 的方式。

此外，虽然编写 lambda 需要专业的技能和知识，但调用 lambda 并不需要高端的技术。技术人员可以利用 LAMBDA 扩展 Excel，编写特定于应用程序的函数，而他们的同事则可以直接在 Excel 中调用这些函数。

我们期待，用户进行各种实验，不仅是 LAMBDA，还有数据类型和动态数组。我们相信这些新的函数式编程功能将改变人们使用 Excel 做决策的方式。

参考链接：https://www.microsoft.com/en-us/research/blog/lambda-the-ultimatae-excel-worksheet-function/

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