函數(shù)式編程初探

oogh 發(fā)布于2019-08-21 14:30 / 1346人閱讀

摘要：函數(shù)式編程是一種以函數(shù)為基礎(chǔ)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(shù)，再組裝回去。在這門語言中，函數(shù)是一等公民，函數(shù)可以作為函數(shù)的參數(shù)，函數(shù)也可以返回一個函數(shù)，因此適合函數(shù)式編程風(fēng)格。

函數(shù)式編程 ( Functional Programming ) 是一種以函數(shù)為基礎(chǔ)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(shù)，再組裝回去。

在JavaScript這門語言中，函數(shù)是一等公民，函數(shù)可以作為函數(shù)的參數(shù)，函數(shù)也可以返回一個函數(shù)，因此適合函數(shù)式編程風(fēng)格。

函數(shù)式風(fēng)格的編程，長于數(shù)據(jù)的處理，且所謂“處理”并不改變數(shù)據(jù)本身。JavaScript中，數(shù)據(jù)總是以對象的形式出現(xiàn)，也就是說，函數(shù)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(yōu)雅地實(shí)現(xiàn)，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(shí)用的編程模式當(dāng)然是抽象出類（以構(gòu)造函數(shù)的形式）并實(shí)例化，然后在實(shí)例上調(diào)用方法。函數(shù)式風(fēng)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(bǔ)。

一些特點(diǎn)：

不改變輸入的數(shù)據(jù)

不耦合，也就是說，函數(shù)盡量不影響甚至知曉外部的狀態(tài)

保持?jǐn)?shù)據(jù)組織形式的簡單，例如，盡量使用JavaScript原生的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（對象、數(shù)組等）

函數(shù)

在函數(shù)式編程中，任何代碼可以都是函數(shù)，且要求具有返回值，如下示例

// 非函數(shù)式
var title = "Functional Programming";
var saying = "This is not";
console.log(saying + title); // => This is not Functional Programming

// 函數(shù)式
var say = title => "This is " + title; 
var text = say("Functional Programming"); // => This is Functional Programming

純函數(shù)

純函數(shù)在這里指函數(shù)內(nèi)外間是“無”關(guān)聯(lián)的。主要有下面兩點(diǎn)
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(shù)內(nèi)只會依賴傳入?yún)?shù)，在任何時(shí)候?qū)瘮?shù)輸入相同的參數(shù)時(shí)，總能輸出相同的結(jié)果

// 非純函數(shù)（函數(shù)內(nèi)依賴函數(shù)外的變量值）
var title = "Functional Programming";
var say = ()=> "This is not" + title;   // <= 依賴了全局變量 title

// 純函數(shù)
var say = (title)=>"This is " + title; // <= 依賴了以參數(shù) title 傳入
say("Functional Programming");

不可變數(shù)據(jù)（immutable）

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

// 可變數(shù)據(jù)
 
var arr = ["Functional", "Programming"];
arr[0] = "Other"; // <= 修改了arr[0]的值
console.log(arr)  // => ["Other", "Programming"] // 變量arr值已經(jīng)被修改

// 不可變數(shù)據(jù)
 
var arr = ["Functional", "Programming"];
// 得到新的變量，不修改了原來的值
var newArr = arr.map(item => {
    if(item === "Functional"){
        return "Other"; 
    } else {
        return item;
    }
})
 
console.log(arr);  // => ["Functional", "Programming"] 變量arr值不變
console.log(newArr); // => ["Other", "Programming"]  產(chǎn)生新的變量newArr

之所以使用這種不變值，除了更好的函數(shù)式編程外，還能夠維持線程安全可靠，實(shí)際上也能讓代碼更加清晰。
設(shè)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(dāng)前值的。
使用 map, reduce 等數(shù)據(jù)處理函數(shù)
強(qiáng)大的 JavaScript 有著越來越多的高能處理數(shù)據(jù)函數(shù)，其中包含了 map、 reduce、 filter 等。
map 能夠?qū)υ瓟?shù)組中的值進(jìn)行逐個處理并產(chǎn)生新的數(shù)組，一個簡單例子

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

reduce 能夠?qū)υ瓟?shù)組中的各個值進(jìn)行結(jié)合處理，來產(chǎn)生新的值，如下面例子中，previous 代表上一個值，current 代表當(dāng)前值，reduce 函數(shù)可以傳入第二個參數(shù)作為 previous 初始值，不傳時(shí)則 previous 初始值為數(shù)組中第一個值。

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

函數(shù)柯里化 Currying

柯里化是將多參函數(shù)轉(zhuǎn)換成一系列的單參函數(shù)。結(jié)合下面例子來說明下

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

將上面的多參函數(shù)進(jìn)行柯里化，如下

// 柯里化函數(shù)
 
var add = a => b => a + b;

上面柯里化后的函數(shù)調(diào)用方式也有所轉(zhuǎn)變，第一次傳入一個參數(shù)返回了一個函數(shù)，再傳入?yún)?shù)則完成整體的調(diào)用，這也是利用的閉包的特性

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

柯里化后的函數(shù)，也可以應(yīng)用在生產(chǎn) “ 函數(shù) ” 上，如下示例

var say = title => type => title + " is " + type;
 
var sayFP = say("Functional Programming");
var sayOther = say("Other Programming");
 
sayFP("good"); // => Functional Programming is good
sayOther("good"); // => Other Programming is good

組合函數(shù) compose

顧名思義，組合函數(shù)是將多個函數(shù)進(jìn)行組合成一個函數(shù)。舉個例子

var compose = (fn1, fn2) => (arg) => fn1(fn2(arg));
 
var a = arg => arg + "a";
var b = arg => arg + "b";
 
var c = compose(a, b); // 將a,b函數(shù)進(jìn)行組合
c("c");  // => cba

上面示例中，當(dāng)調(diào)用組合函數(shù) c 時(shí)，傳入的參數(shù)會經(jīng)過 b 函數(shù)，接著將 b 函數(shù)的返回值作為 a 函數(shù)的參數(shù)值，從而輸出最終結(jié)果。
組合函數(shù) c 就像管道一樣，將水流( 返回值 )流經(jīng)各個函數(shù)中進(jìn)行處理。