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函數式編程初探

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摘要:函數式編程是一種以函數為基礎的編程方式和代碼組織方式,從程序員的思路上來說,就是將程序拆分并抽象成多個函數,再組裝回去。在這門語言中,函數是一等公民,函數可以作為函數的參數,函數也可以返回一個函數,因此適合函數式編程風格。

函數式編程 ( Functional Programming ) 是一種以函數為基礎的編程方式和代碼組織方式,從程序員的思路上來說,就是將程序拆分并抽象成多個函數,再組裝回去。

在JavaScript這門語言中,函數是一等公民,函數可以作為函數的參數,函數也可以返回一個函數,因此適合函數式編程風格。

函數式風格的編程,長于數據的處理,且所謂“處理”并不改變數據本身。JavaScript中,數據總是以對象的形式出現,也就是說,函數式的編程對于“接收對象A→處理→處理→處理→得出新對象B”這樣的流程可以很優雅地實現,且不影響對象A本身。

對于JavaScript程序員(無論是前端還是后端),最常見且實用的編程模式當然是抽象出類(以構造函數的形式)并實例化,然后在實例上調用方法。函數式風格的編程不是為了取代這種編程模式,而是為了與之形成互補。

一些特點:

不改變輸入的數據

不耦合,也就是說,函數盡量不影響甚至知曉外部的狀態

保持數據組織形式的簡單,例如,盡量使用JavaScript原生的數據結構(對象、數組等)

函數

在函數式編程中,任何代碼可以都是函數,且要求具有返回值,如下示例

</>復制代碼

  1. // 非函數式
  2. var title = "Functional Programming";
  3. var saying = "This is not";
  4. console.log(saying + title); // => This is not Functional Programming
  5. // 函數式
  6. var say = title => "This is " + title;
  7. var text = say("Functional Programming"); // => This is Functional Programming
純函數

純函數在這里指函數內外間是“無”關聯的。主要有下面兩點
沒有副作用(side effect)
不會涉及到外部變量的使用或修改
引用透明
函數內只會依賴傳入參數,在任何時候對函數輸入相同的參數時,總能輸出相同的結果

</>復制代碼

  1. // 非純函數(函數內依賴函數外的變量值)
  2. var title = "Functional Programming";
  3. var say = ()=> "This is not" + title; // <= 依賴了全局變量 title
  4. // 純函數
  5. var say = (title)=>"This is " + title; // <= 依賴了以參數 title 傳入
  6. say("Functional Programming");
不可變數據(immutable)

這里主要是指變量值的不可變。當需要基于原變量值改變時,可通過產生新的變量來確保原變量的不變性,如下

</>復制代碼

  1. // 可變數據
  2. var arr = ["Functional", "Programming"];
  3. arr[0] = "Other"; // <= 修改了arr[0]的值
  4. console.log(arr) // => ["Other", "Programming"] // 變量arr值已經被修改
  5. // 不可變數據
  6. var arr = ["Functional", "Programming"];
  7. // 得到新的變量,不修改了原來的值
  8. var newArr = arr.map(item => {
  9. if(item === "Functional"){
  10. return "Other";
  11. } else {
  12. return item;
  13. }
  14. })
  15. console.log(arr); // => ["Functional", "Programming"] 變量arr值不變
  16. console.log(newArr); // => ["Other", "Programming"] 產生新的變量newArr

之所以使用這種不變值,除了更好的函數式編程外,還能夠維持線程安全可靠,實際上也能讓代碼更加清晰。
設想,如果你定義了一個變量A,A在其他地方被其他人修改了,這樣是不方便定位A的當前值的。
使用 map, reduce 等數據處理函數
強大的 JavaScript 有著越來越多的高能處理數據函數,其中包含了 map、 reduce、 filter 等。
map 能夠對原數組中的值進行逐個處理并產生新的數組,一個簡單例子

</>復制代碼

  1. // map
  2. var data = [1, 2, 3];
  3. var squares = data.map( (item, index, array) => item * item );
  4. console.log(squares); // => [1, 4, 9]
  5. console.log(data);// => [1, 2, 3] data 還是那個 data

reduce 能夠對原數組中的各個值進行結合處理,來產生新的值,如下面例子中,previous 代表上一個值,current 代表當前值,reduce 函數可以傳入第二個參數作為 previous 初始值,不傳時則 previous 初始值為數組中第一個值。

</>復制代碼

  1. // reduce
  2. var sum = [1, 2, 3].reduce( (previous, current, index, array) => previous + current );
  3. console.log(sum); // => 6
函數柯里化 Currying

柯里化 是將多參函數轉換成一系列的單參函數。結合下面例子來說明下

</>復制代碼

  1. // 一個多參函數
  2. var add = (a, b) => a + b;
  3. add(1, 2); // => 3

將上面的多參函數進行柯里化,如下

</>復制代碼

  1. // 柯里化函數
  2. var add = a => b => a + b;

上面柯里化后的函數調用方式也有所轉變,第一次傳入一個參數返回了一個函數,再傳入參數則完成整體的調用,這也是利用的閉包的特性

</>復制代碼

  1. var add1 = add(1);
  2. add1(2); // => 3

柯里化后的函數,也可以應用在生產 “ 函數 ” 上,如下示例

</>復制代碼

  1. var say = title => type => title + " is " + type;
  2. var sayFP = say("Functional Programming");
  3. var sayOther = say("Other Programming");
  4. sayFP("good"); // => Functional Programming is good
  5. sayOther("good"); // => Other Programming is good
組合函數 compose

顧名思義,組合函數是將多個函數進行組合成一個函數。舉個例子

</>復制代碼

  1. var compose = (fn1, fn2) => (arg) => fn1(fn2(arg));
  2. var a = arg => arg + "a";
  3. var b = arg => arg + "b";
  4. var c = compose(a, b); // 將a,b函數進行組合
  5. c("c"); // => cba

上面示例中,當調用組合函數 c 時,傳入的參數會經過 b 函數,接著將 b 函數的返回值作為 a 函數的參數值,從而輸出最終結果。
組合函數 c 就像管道一樣,將水流( 返回值 )流經各個函數中進行處理。

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