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函數(shù)式編程（一）

羅志環(huán) / 3040人閱讀

摘要：函數(shù)式編程的準則不依賴于外部的數(shù)據(jù)，而且也不改變外部數(shù)據(jù)的值，而是返回一個新的值給你。函數(shù)式編程利用純函數(shù)的無狀態(tài)性，它的好處非常多結(jié)果可預(yù)期利于測試利于復(fù)用利于并發(fā)，但一個系統(tǒng)工程的代碼，是不可能全部采用純函數(shù)來寫的。

什么是函數(shù)式編程

函數(shù)式編程是一種編程范式，常見的編程范式有以下三種：

命令式編程

聲明式編程

函數(shù)式編程

函數(shù)式編程的本質(zhì)是將計算描述為一種表達式求值。在函數(shù)式編程中，函數(shù)作為一等公民，可以在任何地方定義（在函數(shù)內(nèi)或函數(shù)外），可以作為函數(shù)的參數(shù)和返回值，可以對函數(shù)進行組合。

函數(shù)式編程的準則：不依賴于外部的數(shù)據(jù)，而且也不改變外部數(shù)據(jù)的值，而是返回一個新的值給你。看個簡單的例子：

    // 非函數(shù)式的例子
    let count = 0;
    function increment() {
        count++; // 依賴于函數(shù)外部的值，并改變了它的值
    }
    
    // 函數(shù)式的例子
    function increment(count) {
        return count++;
    }
為什么采用函數(shù)式編程

函數(shù)式編程不依賴外部的狀態(tài)也不修改外部的狀態(tài)，函數(shù)調(diào)用的結(jié)果不依賴調(diào)用的時間和位置，這些寫代碼容易進行推理，不易犯錯，而且單測和調(diào)試都更簡單。即函數(shù)編程采用純函數(shù)。

純函數(shù)是這樣一種函數(shù)，即相同的輸入，永遠會得到相同的輸出，而且沒有任何可觀察的副作用。

副作用可能包含，但不限于：

更改文件系統(tǒng)

往數(shù)據(jù)庫插入記錄

發(fā)送一個 http 請求

可變數(shù)據(jù)

打印/log

獲取用戶輸入

DOM 查詢

訪問系統(tǒng)狀態(tài)

副作用是在計算結(jié)果的過程中，系統(tǒng)狀態(tài)的一種變化，或者與外部世界進行的可觀察的交互。

純函數(shù)的好處：

純函數(shù)能根據(jù)輸入來做緩存（memoize技術(shù)）

    const memoize = function(f) {
        const cache = {};
        return function() {
            const argStr = JSON.stringify(arguments);
            
            if (!cache[argStr]) {
                cache[argStr] = f.apply(f, arguments);
            }
            
            return cache[argStr];
        }
    }

可移植性/自文檔化
純函數(shù)的輸出只依賴與它的輸入，依賴很明確，易于理解。由于純函數(shù)不依賴它的上下文環(huán)境，因此我們可以輕易的把它移植到任何地方運行它。

可測試性
我們不必在每次測試前都去配置和構(gòu)造初始環(huán)境，只需簡單給函數(shù)一個輸入，然后斷言它的輸出就好了。

合理性
由于純函數(shù)總是能夠根據(jù)相同的輸入返回相同的輸出，所以它們就能夠保證總是返回同一個結(jié)果，這也就保證了引用透明性。

并行執(zhí)行
我們可以并行運行任意純函數(shù)。因為純函數(shù)根本不需要訪問共享的內(nèi)存，而且根據(jù)其定義，純函數(shù)也不會因副作用而進入競爭態(tài)。
并行代碼在服務(wù)端 js 環(huán)境以及使用了 web worker 的瀏覽器那里是非常容易實現(xiàn)的，因為它們使用了線程（thread）。不過出于對非純函數(shù)復(fù)雜度的考慮，當(dāng)前主流觀點還是避免使用這種并行。

實現(xiàn)函數(shù)式編程的技術(shù)

這里我們先不展開這些技術(shù)的細節(jié)內(nèi)容，本文我們先側(cè)重于對函數(shù)式編程有一個整體上的認識，具體的技術(shù)細節(jié)我們將在下一章展開。

curry(柯里化)

compose(代碼組合)

Monad(Monad就是一種設(shè)計模式，表示將一個運算過程，通過函數(shù)拆解成互相連接的多個步驟。你只要提供下一步運算所需的函數(shù)，整個運算就會自動進行下去。)

如何正確看待函數(shù)式編程

我們先來看以下幾種觀點：

你這段代碼用了 for 循環(huán)，這是過程式的。為了優(yōu)雅，你應(yīng)該寫成函數(shù)式的。

你這段代碼有副作用，這是骯臟的。為了純凈性，你應(yīng)該把 IO 包在 Monad 里。

你這段代碼用了 class，這是面向?qū)ο蟮?。為了無狀態(tài)，你應(yīng)該寫成高階函數(shù)。

我想說的是這種偏激的觀點是不正確的，我們不應(yīng)該把函數(shù)式編程和命令式編程對立起來，我們更多的時候需要考慮的是技術(shù)的適用場景。函數(shù)式編程寫起代碼來，有一定的難度，如果一個團隊的整體水平達不到，那么寫代碼的質(zhì)量和效率還不如采用命令式編程好。函數(shù)式編程利用純函數(shù)的無狀態(tài)性，它的好處非常多（結(jié)果可預(yù)期、利于測試、利于復(fù)用、利于并發(fā)），但一個系統(tǒng)工程的代碼，是不可能全部采用純函數(shù)來寫的。當(dāng)我們越貼近業(yè)務(wù)，我們就離純函數(shù)與無狀態(tài)越遠。

函數(shù)式編程非常重要，學(xué)習(xí)它我們能打開我們的思維方式，使用它也有很多好處，但它也有一些局限，我們應(yīng)該客觀看待。保持開放的心態(tài)，根據(jù)實際場景選擇合適的技術(shù)，是一個工程師基本的素養(yǎng)。

參考資料

https://llh911001.gitbooks.io...
http://www.ruanyifeng.com/blo...
https://coolshell.cn/articles...
https://www.zhihu.com/questio...
https://zhuanlan.zhihu.com/p/...

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