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函数式编程 ( Functional Programming ) 是一种以函数为基础的编程方式和代码组织方式,能够带来更好的代码调试及项目维护的优势。本篇主要结合笔者在实际项目开发中的一些应用,简要谈谈函数式编程。

函数

在函数式编程中,任何代码可以都是函数,且要求具有返回值,如下示例

// 非函数式

var title = "Functional Programming";
var saying = "This is not";
console.log(saying + title); // => This is not Functional Programming
// 函数式

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

纯函数

纯函数在这里指函数内外间是“无”关联的。主要有下面两点

  • 没有副作用(side effect)

    不会涉及到外部变量的使用或修改

  • 引用透明

    函数内只会依赖传入参数,在任何时候对函数输入相同的参数时,总能输出相同的结果

// 非纯函数(函数内依赖函数外的变量值)

var title = "Functional Programming";
var say = ()=> "This is not" + title;   // <= 依赖了全局变量 title
// 纯函数

var say = (title)=>"This is " + title; // <= 依赖了以参数 title 传入
say("Functional Programming");

不可变数据(immutable)

这里主要是指变量值的不可变。当需要基于原变量值改变时,可通过产生新的变量来确保原变量的不变性,如下

// 可变数据

var arr = ["Functional", "Programming"];
arr[0] = "Other"; // <= 修改了arr[0]的值
console.log(arr)  // => ["Other", "Programming"] // 变量arr值已经被修改
// 不可变数据

var arr = ["Functional", "Programming"];
// 得到新的变量,不修改了原来的值
var newArr = arr.map(item => {
    if(item === "Functional"){
        return "Other";
    } else {
        return item;
    }
})

console.log(arr);  // => ["Functional", "Programming"] 变量arr值不变
console.log(newArr); // => ["Other", "Programming"]  产生新的变量newArr

之所以使用这种不变值,除了更好的函数式编程外,还能够维持线程安全可靠,落地在业务中,实际上也能让代码更加清晰。

设想,如果你定义了一个变量A,A在其他地方被其他人修改了,这样是不方便定位A的当前值的。关于定义多个变量引发的内存等问题,可以通过重用结构或部分引用的方式来减轻,可参考 immutable.js

使用 map, reduce 等数据处理函数

强大的 JavaScript 有着越来越多的高能处理数据函数,其中包含了 map、 reduce、 filter 等。

map 能够对原数组中的值进行逐个处理并产生新的数组,一个简单例子

// 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 还是那个 data

reduce 能够对原数组中的各个值进行结合处理,来产生新的值,如下面例子中,previous 代表上一个值,current 代表当前值,reduce 函数可以传入第二个参数作为 previous 初始值,不传时则 previous 初始值为数组中第一个值。

// reduce

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

函数柯里化 Currying

柯里化 是将多参函数转换成一系列的单参函数。结合下面例子来说明下

// 一个多参函数

var add = (a, b) => a + b;
add(1, 2); // => 3

将上面的多参函数进行柯里化,如下

// 柯里化函数

var add = a => b => a + b;

上面柯里化后的函数调用方式也有所转变,第一次传入一个参数返回了一个函数,再传入参数则完成整体的调用,这也是利用的闭包的特性

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

柯里化后的函数,也可以应用在生产 “ 函数 ” 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

组合函数 compose

顾名思义,组合函数是将多个函数进行组合成一个函数。举个例子

var compose = (fn1, fn2) => (arg) => fn1(fn2(arg));

var a = arg => arg + 'a';
var b = arg => arg + 'b';

var c = compose(a, b); // 将a,b函数进行组合
c('c');  // => cba

上面示例中,当调用组合函数 c 时,传入的参数会经过 b 函数,接着将 b 函数的返回值作为 a 函数的参数值,从而输出最终结果。

组合函数 c 就像管道一样,将水流( 返回值 )流经各个函数中进行处理。

当想要组合很多函数成一条很长很长的“管道”时,那么显然上面的 compose 函数已经不够用了。下面看看 redux 是怎么做这个 compose 工具函数的。

// 源自: redux/src/compose.js

export default function compose(...funcs) {
  if (funcs.length === 0) {
    return arg => arg
  } else {
    const last = funcs[funcs.length - 1]
    const rest = funcs.slice(0, -1)
    return (...args) => rest.reduceRight((composed, f) => f(composed), last(...args))
  }
}

代码很简洁,主要利用了递归方式和数组的 reduceRight 方法来处理,reduceRight 跟上边提到的 reduce 方法功能是一样的,不同的是 reduceRight 是从数组的末尾向前逐个处理。就这样,想拼多长的就多长。

以上,便是笔者在项目实践中应用较多的函数式编程内容,如有不妥,请斧正。

附: 一些可供学习函数式编程库