原因:1、js的語(yǔ)法是從Scheme這種函數(shù)式編程語(yǔ)言借鑒而來(lái)。2、就瀏覽器端而言,隨著各種單頁(yè)框架的發(fā)展,客戶(hù)端的處理能力不斷提升,越來(lái)越多的業(yè)務(wù)邏輯被放到端,從而導(dǎo)致客戶(hù)端要維護(hù)的狀態(tài)越來(lái)越多;隨之而來(lái)的問(wèn)題是,一不小心就會(huì)大量使用依賴(lài)于外部變量的函數(shù),這些函數(shù)隨著業(yè)務(wù)邏輯不斷增加,從而導(dǎo)致邏輯分支劇增,狀態(tài)難以追蹤,代碼可讀性差,難以維護(hù),而函數(shù)式編程有著很好的解決方案。
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API 文檔、設(shè)計(jì)、調(diào)試、自動(dòng)化測(cè)試一體化協(xié)作工具:點(diǎn)擊使用
本教程操作環(huán)境:windows7系統(tǒng)、javascript1.8.5版、Dell G3電腦。
一、什么是函數(shù)式編程?
函數(shù)式編程(Functional programming),簡(jiǎn)稱(chēng) FP,并不是什么庫(kù)或者框架,與過(guò)程式編程(Procedural programming)相對(duì),而是一種編程范式。FP 通過(guò)聲明純函數(shù)抽象數(shù)據(jù)的處理,來(lái)避免或盡可能減少函數(shù)調(diào)用對(duì)于外部狀態(tài)和系統(tǒng)產(chǎn)生的副作用。
所謂副作用,大抵有改變函數(shù)外系統(tǒng)狀態(tài),向外拋出異常,處理用戶(hù)操作,修改入?yún)?,?shù)據(jù)庫(kù)查操作,DOM操作等等可能會(huì)引起系統(tǒng)錯(cuò)誤操作。
二、為什么在 JavaScript 使用函數(shù)式編程思想
2.1 從語(yǔ)言特性來(lái)看
JavaScript 一開(kāi)始的語(yǔ)法就是從 Scheme 這種函數(shù)式編程語(yǔ)言借鑒而來(lái)。隨著語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn),語(yǔ)言本身的功能性不斷豐富,閉包、箭頭函數(shù)、高階函數(shù),數(shù)組迭代等等功能都讓 JavaScript 中實(shí)現(xiàn) FP 變得簡(jiǎn)單,簡(jiǎn)單講幾個(gè)特性:
2.1.1. lambda 表達(dá)式
lambda 表達(dá)式其實(shí)是一個(gè)匿名函數(shù),使用箭頭清晰的表示輸入輸出的映射關(guān)系,JavaScript 中使用箭頭函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
const multiply = x => x * x multiply(6) // 36
2.1.2 高階函數(shù)
高階( Higher-order )函數(shù)可以接受一個(gè)或者多個(gè)函數(shù)作為入?yún)ⅲ敵鲆粋€(gè)函數(shù)。
簡(jiǎn)單寫(xiě)兩個(gè)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 都是高階函數(shù),因?yàn)槿雲(yún)⑹莻€(gè)函數(shù)。
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 從實(shí)際需求角度來(lái)看
就瀏覽器端而言,隨著各種單頁(yè)框架的發(fā)展,客戶(hù)端的處理能力不斷提升,越來(lái)越多的業(yè)務(wù)邏輯被放到端,從而導(dǎo)致客戶(hù)端要維護(hù)的狀態(tài)越來(lái)越多。隨之而來(lái)的問(wèn)題是,我們一不小心就會(huì)大量使用依賴(lài)于外部變量的函數(shù),這些函數(shù)隨著業(yè)務(wù)邏輯不斷增加,從而導(dǎo)致邏輯分支劇增,狀態(tài)難以追蹤,代碼可讀性差,難以維護(hù),而 FP 恰恰有著很好的解決方案。
另外,現(xiàn)在主流的編程語(yǔ)言基本上都引入函數(shù)式編程的特性,即使是以面向?qū)ο笾Q(chēng)的 java,通過(guò)使用 stream + lambda 表達(dá)式,依然可以實(shí)踐函數(shù)式編程思想,而 Spring5 更是將 Reactive 作為主要賣(mài)點(diǎn),總之 FP 近來(lái)很火。
而 JS 的函數(shù)式編程生態(tài)也在不斷豐富, RxJS, circleJS 等框架在前端產(chǎn)線上的應(yīng)用也越來(lái)越廣。
三、使用函數(shù)式的優(yōu)點(diǎn)
使用 FP 編程主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):
-
將數(shù)據(jù)和處理邏輯分離,代碼更加簡(jiǎn)潔,模塊化,可讀性好
-
容易測(cè)試,測(cè)試環(huán)境容易模擬
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邏輯代碼可復(fù)用性強(qiáng)
四、函數(shù)式編程相關(guān)概念
函數(shù)式編程的實(shí)現(xiàn)主要依賴(lài)于:
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聲明式編程
-
純函數(shù)
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不可變數(shù)據(jù)
4.1 聲明式編程
聲明式編程 Declarative programming 只描述目標(biāo)的性質(zhì),從而抽象出形式邏輯,告訴計(jì)算機(jī)需要計(jì)算什么而不是如何一步步計(jì)算。例如正則、SQL、 FP 等。
指令式編程 Imperative Programming 告訴計(jì)算機(jī)每一步的計(jì)算操作
最簡(jiǎn)單的,相同的數(shù)組處理,使用 for 循環(huán)是指令式,用 map 之類(lèi)的操作是聲明式。使用聲明式編程,簡(jiǎn)化了代碼,提高了復(fù)用率,為重構(gòu)留有余地。
4.2 純函數(shù)
純函數(shù)簡(jiǎn)要概括有兩個(gè)特點(diǎn):
-
函數(shù)的輸出只與輸入有關(guān),相同輸入產(chǎn)生的輸出一致,并不會(huì)不依賴(lài)外部條件
-
函數(shù)調(diào)用不會(huì)改變函數(shù)域以外的狀態(tài)或者變量,不會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生副作用
看個(gè)簡(jiǎn)單的例子:
let counter = 0 const increment = () => ++counter const increment = counter => ++counter
前一個(gè)函數(shù)每次調(diào)用都會(huì)修改外部變量的值,返回值也依賴(lài)于外部變量;后一個(gè)函數(shù)對(duì)于同一輸入值每次返回的結(jié)果都相同,并且不會(huì)對(duì)外部狀態(tài)造成影響。所以后一個(gè)是純函數(shù)。
為什么要追求函數(shù)的純度,這就涉及到一個(gè)稱(chēng)為引用透明性的概念。
4.2.1 引用透明性
純函數(shù)的這種函數(shù)的返回值只依賴(lài)于其輸入值的特性,被稱(chēng)為引用透明性(referential transparency),純函數(shù)都是可以進(jìn)行緩存的。
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
「可變的全局狀態(tài)是萬(wàn)惡之源」(其實(shí)從功能代碼的角度看,局部和全局是相對(duì)而言的),簡(jiǎn)而言之可變狀態(tài)會(huì)讓程序的運(yùn)行變得不可預(yù)測(cè),代碼可讀性差,難以維護(hù)。
在 JS 中,當(dāng)函數(shù)入?yún)⑹菍?duì)象類(lèi)型的數(shù)據(jù)時(shí),我們拿到的其實(shí)是個(gè)引用,所以即使在函數(shù)內(nèi)部我們也是可以修改對(duì)象內(nèi)部的屬性,這種情景依然會(huì)產(chǎn)生副作用。
所以這個(gè)時(shí)候就需要引入 Immutable 的概念。 Immutable 即 unchangeable, Immutable data在初始化創(chuàng)建后就不能被修改了,每次對(duì)于 Immutable data 的操作都會(huì)返回一個(gè)新的 Immutable data。 所以并不會(huì)對(duì)原來(lái)的狀態(tài)形成改變(當(dāng)然不是簡(jiǎn)單的深拷貝再修改)。
Immutable 比較流行的 JS 實(shí)現(xiàn)有 immutable-js 和 seamless-immutable; 對(duì)于 React 黨來(lái)說(shuō), immutable-js 一點(diǎn)都不陌生, immutable-js 配合 Redux 就是一種很好的 FP 實(shí)踐。
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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