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JavaScript函數(shù)式編程之深入理解純函數(shù)

mrli2016 / 414人閱讀

摘要：更多相關(guān)內(nèi)容見博客純函數(shù)是函數(shù)式編程的基礎(chǔ)，需要重點(diǎn)理解。純函數(shù)的概念純函數(shù)是這樣一種函數(shù)，即相同的輸入，永遠(yuǎn)會得到相同的輸出，而且沒有任何可觀察的副作用。例二對例一稍作修改這是純函數(shù)，確定的輸入，確定的輸出。

更多相關(guān)內(nèi)容見博客 https://github.com/zhuanyongxigua/blog
純函數(shù)是函數(shù)式編程的基礎(chǔ)，需要重點(diǎn)理解。

純函數(shù)的概念：

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

他的重點(diǎn)在于“相同的輸入，永遠(yuǎn)會得到相同的輸出”，后面所說的副作用也是為了滿足這一點(diǎn)。

在詳細(xì)說明純函數(shù)之前，先講兩個其他的概念：可變數(shù)據(jù)類型和不可變數(shù)據(jù)類型。

我們知道，在JavaScript中，基本數(shù)據(jù)類型都是不可變的，他們只能被替換，不能被修改。例如當(dāng)我們在對字符串進(jìn)行操作的時候，我們并不能改變這個字符串本身。

var str = "I am hero";
console.log(str.toUpperCase());    // "I AM HERO"
console.log(str);    //"I am hero"

我們能做的只有把返回的新字符串重新賦值給變量。

var str = "I am hero";
str = str.toUpperCase();    // "I AM HERO"

而引用數(shù)據(jù)類型都是可變的，存在變量中的僅僅就是一個地址。對于可變特性，facebook的immutable.js做了針對性的強(qiáng)化處理，此外還有clojurescript這樣更加徹底的方式。

為什么我要說這兩個概念呢？

先不說在JS運(yùn)行的系統(tǒng)環(huán)境中可能會產(chǎn)生副作用，單單看這些可變的數(shù)據(jù)類型，就會增加我們寫純函數(shù)的難度，要十分注意，個別情況我們只能選擇接受。

這樣的話想，在JS中，我們不妨把純函數(shù)換一種方式理解，不要把它當(dāng)做一個只有“完全滿足要求”和“不滿足要求”的標(biāo)準(zhǔn)，而要把它想象成一個范圍，在這里有高低不同程度的純函數(shù)。

如何理解“相同的輸入，永遠(yuǎn)會得到相同的輸出”

文章開頭的純函數(shù)的概念中的“永遠(yuǎn)”可能會讓你疑惑，要把它放在詞法作用域中考慮，也就是說不考慮再下次執(zhí)行之前修改常量這一類的情況。

例一

var a = 5;
function A(b) {
  return a + b;
}
A(5);

A函數(shù)是一個純函數(shù)嗎？顯然非常不純，在程序執(zhí)行的過程中，變量a很容易被修改，這就會導(dǎo)致每次調(diào)用A(5)的返回值改變。

例二

對例一稍作修改

const a = 5;
function A(b) {
  return a + b;
}
A(5);

這是純函數(shù)，確定的輸入，確定的輸出。

例三

把例二數(shù)字常量換成對象

const obj = {id: 5};
function A(_obj) {
  return _obj.id;
}
A(obj);

函數(shù)A基本上是純函數(shù)，為什么說是“基本上”？因?yàn)橛袠O端情況如下

var obj = {
  get id() {
    return Math.random();
  }
}

注意，obj在傳進(jìn)函數(shù)A之前是確定的，getter是在取值的時候才會執(zhí)行，但是返回的結(jié)果是不確定的，所以這個時候函數(shù)A就不是純函數(shù)了。隨機(jī)數(shù)和Date都會造成函數(shù)不純，使用的時候要注意。

除此之外，由于對象是可變數(shù)據(jù)類型，我們在每次輸入變量obj到函數(shù)A中時，并不具有絕對的自信會返回確定的值。可對于函數(shù)A來說，它只關(guān)心傳進(jìn)來的數(shù)據(jù)是什么，而對于那個數(shù)據(jù)來說，只要不是上面的極端情況，返回的是確定的值。

例四

const obj = {a: 5};
function A(b) {
  return obj.a + b;
}
A(5);

這個很明顯很不純，同例一，注意與例三的區(qū)別。

例五

對例四稍作修改

const obj = Object.freeze({a: 5});
function A(b) {
  return obj.a + b;
}
A(5);

這樣就純多了，可是需要注意的是，Object.freeze()這個方法無法凍結(jié)嵌套的對象，例如

const obj = Object.freeze({a: {a: 5}});
obj.a.a = 10;
function A(b) {
  return obj.a.a + b;
}
console.log(A(5));    // 15，不純

例六

function foo(x) {
  return bar(x);
}

function bar(y) {
  return y + 1;
}

foo(1);

都純。

例七

function A(a) {
  return function(b) {
    return a + b;
  }
}
var B = A(5);

函數(shù)A和函數(shù)B是純函數(shù)嗎？首先來看函數(shù)A，每次輸入一個參數(shù)，都會得到一個用這個參數(shù)組成的函數(shù)，得到的函數(shù)是固定的，所以函數(shù)A是純函數(shù)；再來看函數(shù)B雖然看起來好像使用了一個自己外部的變量a，而且這個變量a可能會經(jīng)常改變，可是，函數(shù)B一定要在調(diào)用了函數(shù)A之后才能得到，并且得到了之后，變量a是無法改變的，這就很純了。

即便在返回函數(shù)B之前修改了a，例如

例八

function A(a) {
  a = 0;
  return function(b) {
    return a + b;
  }
}
var B = A(5);

結(jié)論也是一樣的。

可如果這樣寫

例九

function A(a) {
  return function(b) {
    return a = a + b;
  }
}
var B = A(5);

關(guān)于副作用，見《JavaScript函數(shù)式編程之副作用》

參考資料：

JS函數(shù)式編程指南

Functional-Light JavaScript

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