原因:1、js的语法是从Scheme这种函数式编程语言借鉴而来。2、就浏览器端而言,随着各种单页框架的发展,客户端的处理能力不断提升,越来越多的业务逻辑被放到端,从而导致客户端要维护的状态越来越多;随之而来的问题是,一不小心就会大量使用依赖于外部变量的函数,这些函数随着业务逻辑不断增加,从而导致逻辑分支剧增,状态难以追踪,代码可读性差,难以维护,而函数式编程有着很好的解决方案。
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本教程操作环境:windows7系统、javascript1.8.5版、Dell G3电脑。
一、什么是函数式编程?
函数式编程(Functional programming),简称 FP,并不是什么库或者框架,与过程式编程(Procedural programming)相对,而是一种编程范式。FP 通过声明纯函数抽象数据的处理,来避免或尽可能减少函数调用对于外部状态和系统产生的副作用。
所谓副作用,大抵有改变函数外系统状态,向外抛出异常,处理用户操作,修改入参,数据库查操作,DOM操作等等可能会引起系统错误操作。
二、为什么在 JavaScript 使用函数式编程思想
2.1 从语言特性来看
JavaScript 一开始的语法就是从 Scheme 这种函数式编程语言借鉴而来。随着语言标准的推进,语言本身的功能性不断丰富,闭包、箭头函数、高阶函数,数组迭代等等功能都让 JavaScript 中实现 FP 变得简单,简单讲几个特性:
2.1.1. lambda 表达式
lambda 表达式其实是一个匿名函数,使用箭头清晰的表示输入输出的映射关系,JavaScript 中使用箭头函数来实现。
const multiply = x => x * x multiply(6) // 36
2.1.2 高阶函数
高阶( Higher-order )函数可以接受一个或者多个函数作为入参,输出一个函数。
简单写两个例子
const add = x => y => x + y const add10 = add(10) add10(5) // 15 const compose = (...fns) => x => fns.reduce((acc, fn) => fn(acc), x) const a = x => x + 1 const b = x => x + 2 const composedFn = compose(a, b) composedFn(1) // 1 + 1 + 2 = 4
2.1.3 filter map forEach reduce 迭代
Array.prototype 下的 filter map forEach reduce 都是高阶函数,因为入参是个函数。
const flatten = (arr = []) => arr.reduce( (acc, val)=> accconcat(Array.isArray(val) ? flatten(val) : val), [] ) let arr = [1,[ 4, 5 ], 2, 3]; flatten(arr) // [1, 4, 5, 2, 3]
2.2 从实际需求角度来看
就浏览器端而言,随着各种单页框架的发展,客户端的处理能力不断提升,越来越多的业务逻辑被放到端,从而导致客户端要维护的状态越来越多。随之而来的问题是,我们一不小心就会大量使用依赖于外部变量的函数,这些函数随着业务逻辑不断增加,从而导致逻辑分支剧增,状态难以追踪,代码可读性差,难以维护,而 FP 恰恰有着很好的解决方案。
另外,现在主流的编程语言基本上都引入函数式编程的特性,即使是以面向对象著称的 java,通过使用 stream + lambda 表达式,依然可以实践函数式编程思想,而 Spring5 更是将 Reactive 作为主要卖点,总之 FP 近来很火。
而 JS 的函数式编程生态也在不断丰富, RxJS, circleJS 等框架在前端产线上的应用也越来越广。
三、使用函数式的优点
使用 FP 编程主要有以下几个优点:
-
将数据和处理逻辑分离,代码更加简洁,模块化,可读性好
-
容易测试,测试环境容易模拟
-
逻辑代码可复用性强
四、函数式编程相关概念
函数式编程的实现主要依赖于:
-
声明式编程
-
纯函数
-
不可变数据
4.1 声明式编程
声明式编程 Declarative programming 只描述目标的性质,从而抽象出形式逻辑,告诉计算机需要计算什么而不是如何一步步计算。例如正则、SQL、 FP 等。
指令式编程 Imperative Programming 告诉计算机每一步的计算操作
最简单的,相同的数组处理,使用 for 循环是指令式,用 map 之类的操作是声明式。使用声明式编程,简化了代码,提高了复用率,为重构留有余地。
4.2 纯函数
纯函数简要概括有两个特点:
-
函数的输出只与输入有关,相同输入产生的输出一致,并不会不依赖外部条件
-
函数调用不会改变函数域以外的状态或者变量,不会对系统产生副作用
看个简单的例子:
let counter = 0 const increment = () => ++counter const increment = counter => ++counter
前一个函数每次调用都会修改外部变量的值,返回值也依赖于外部变量;后一个函数对于同一输入值每次返回的结果都相同,并且不会对外部状态造成影响。所以后一个是纯函数。
为什么要追求函数的纯度,这就涉及到一个称为引用透明性的概念。
4.2.1 引用透明性
纯函数的这种函数的返回值只依赖于其输入值的特性,被称为引用透明性(referential transparency),纯函数都是可以进行缓存的。
const memorize(pureFn) { const _cache = {} return (...args) => { const key = JSON.stringify(args) return _cache[key] || (_cache[key] = purFu.apply(null, args)) } }
4.3 Immutable Data
「可变的全局状态是万恶之源」(其实从功能代码的角度看,局部和全局是相对而言的),简而言之可变状态会让程序的运行变得不可预测,代码可读性差,难以维护。
在 JS 中,当函数入参是对象类型的数据时,我们拿到的其实是个引用,所以即使在函数内部我们也是可以修改对象内部的属性,这种情景依然会产生副作用。
所以这个时候就需要引入 Immutable 的概念。 Immutable 即 unchangeable, Immutable data在初始化创建后就不能被修改了,每次对于 Immutable data 的操作都会返回一个新的 Immutable data。 所以并不会对原来的状态形成改变(当然不是简单的深拷贝再修改)。
Immutable 比较流行的 JS 实现有 immutable-js 和 seamless-immutable; 对于 React 党来说, immutable-js 一点都不陌生, immutable-js 配合 Redux 就是一种很好的 FP 实践。
const map1 = Immutable.Map({a:1, b: {d:2}, c:3}); const map2 = map1.set('a', 50); map1 === map2 // false const mapb1 = map1.get('b') const mapb2 = map2.get('b') mapb1===mapb2 // true
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