前言
函数式编程在前端已经成为了一个非常热门的话题。在最近几年里,我们看到非常多的应用程序代码库里大量使用着函数式编程思想。
本文将略去那些晦涩难懂的概念介绍,重点展示在 JavaScript 中到底什么是函数式的代码、声明式与命令式代码的区别、以及常见的函数式模型都有哪些?
一、什么是函数式编程
函数式编程是一种编程范式,主要是利用函数把运算过程封装起来,通过组合各种函数来计算结果。函数式编程意味着你可以在更短的时间内编写具有更少错误的代码。举个简单的例子,假设我们要把字符串 functional programmingisgreat 变成每个单词首字母大写,我们可以这样实现:
-
var string = 'functional programming is great';
-
var result = string
-
.split(' ')
-
.map(v => v.slice(0, 1).toUpperCase() + v.slice(1))
-
.join(' ');
上面的例子先用 split 把字符串转换数组,然后再通过 map 把各元素的首字母转换成大写,最后通过 join 把数组转换成字符串。整个过程就是 join(map(split(str))),体现了函数式编程的核心思想:通过函数对数据进行转换。
由此我们可以得到,函数式编程有两个基本特点:
-
通过函数来对数据进行转换
-
通过串联多个函数来求结果
二、对比声明式与命令式
-
命令式:我们通过编写一条又一条指令去让计算机执行一些动作,这其中一般都会涉及到很多繁杂的细节。命令式代码中频繁使用语句,来完成某个行为。比如 for、if、switch、throw 等这些语句。
-
声明式:我们通过写表达式的方式来声明我们想干什么,而不是通过一步一步的指示。表达式通常是某些函数调用的复合、一些值和操作符,用来计算出结果值。
-
//命令式
-
var CEOs = [];
-
for(var i = 0; i < companies.length; i++){
-
CEOs.push(companies[i].CEO)
-
}
-
//声明式
-
var CEOs = companies.map(c => c.CEO);
从上面的例子中,我们可以看到声明式的写法是一个表达式,无需关心如何进行计数器迭代,返回的数组如何收集,它指明的是做什么,而不是怎么做。函数式编程的一个明显的好处就是这种声明式的代码,对于无副作用的纯函数,我们完全可以不考虑函数内部是如何实现的,专注于编写业务代码。
三、常见特性
无副作用
指调用函数时不会修改外部状态,即一个函数调用 n 次后依然返回同样的结果。
-
var a = 1;
-
// 含有副作用,它修改了外部变量 a
-
// 多次调用结果不一样
-
function test1() {
-
a++
-
return a;
-
}
-
// 无副作用,没有修改外部状态
-
// 多次调用结果一样
-
function test2(a) {
-
return a + 1;
-
}
透明引用
指一个函数只会用到传递给它的变量以及自己内部创建的变量,不会使用到其他变量。
-
var a = 1;
-
var b = 2;
-
// 函数内部使用的变量并不属于它的作用域
-
function test1() {
-
return a + b;
-
}
-
// 函数内部使用的变量是显式传递进去的
-
function test2(a, b) {
-
return a + b;
-
}
不可变变量
指的是一个变量一旦创建后,就不能再进行修改,任何修改都会生成一个新的变量。使用不可变变量最大的好处是线程安全。多个线程可以同时访问同一个不可变变量,让并行变得更容易实现。由于 JavaScript 原生不支持不可变变量,需要通过第三方库来实现。(如 Immutable.js,Mori 等等)
-
var obj = Immutable({ a: 1 });
-
var obj2 = obj.set('a', 2);
-
console.log(obj); // Immutable({ a: 1 })
-
console.log(obj2); // Immutable({ a: 2 })
函数是一等公民
我们常说函数是JavaScript的"第一等公民",指的是函数与其他数据类型一样,处于平等地位,可以赋值给其他变量,也可以作为参数,传入另一个函数,或者作为别的函数的返回值。下文将要介绍的闭包、高阶函数、函数柯里化和函数组合都是围绕这一特性的应用
四、常见的函数式编程模型
1.闭包(Closure)
如果一个函数引用了自由变量,那么该函数就是一个闭包。何谓自由变量?自由变量是指不属于该函数作用域的变量(所有全局变量都是自由变量,严格来说引用了全局变量的函数都是闭包,但这种闭包并没有什么用,通常情况下我们说的闭包是指函数内部的函数)。
闭包的形成条件:
-
存在内、外两层函数
-
内层函数对外层函数的局部变量进行了引用
闭包的用途:可以定义一些作用域局限的持久化变量,这些变量可以用来做缓存或者计算的中间量等。
-
// 简单的缓存工具
-
// 匿名函数创造了一个闭包
-
const cache = (function() {
-
const store = {};
-
return {
-
get(key) {
-
return store[key];
-
},
-
set(key, val) {
-
store[key] = val;
-
}
-
}
-
}());
-
console.log(cache) //{get: ƒ, set: ƒ}
-
cache.set('a', 1);
-
cache.get('a'); // 1
上面例子是一个简单的缓存工具的实现,匿名函数创造了一个闭包,使得 store 对象 ,一直可以被引用,不会被回收。
闭包的弊端:持久化变量不会被正常释放,持续占用内存空间,很容易造成内存浪费,所以一般需要一些额外手动的清理机制。
2.高阶函数
函数式编程倾向于复用一组通用的函数功能来处理数据,它通过使用高阶函数来实现。高阶函数指的是一个函数以函数为参数,或以函数为返回值,或者既以函数为参数又以函数为返回值。
高阶函数经常用于:
-
抽象或隔离行为、作用,异步控制流程作为回调函数,promises,monads等
-
创建可以泛用于各种数据类型的功能
-
部分应用于函数参数(偏函数应用)或创建一个柯里化的函数,用于复用或函数复合。
-
接受一个函数列表并返回一些由这个列表中的函数组成的复合函数。
JavaScript 语言是原生支持高阶函数的, 例如Array.prototype.map,Array.prototype.filter 和 Array.prototype.reduce 是JavaScript中内置的一些高阶函数,使用高阶函数会让我们的代码更清晰简洁。
map
map() 方法创建一个新数组,其结果是该数组中的每个元素都调用一个提供的函数后返回的结果。map 不会改变原数组。
假设我们有一个包含名称和种类属性的对象数组,我们想要这个数组中所有名称属性放在一个新数组中,如何实现呢?
-
// 不使用高阶函数
-
var animals = [
-
{ name: "Fluffykins", species: "rabbit" },
-
{ name: "Caro", species: "dog" },
-
{ name: "Hamilton", species: "dog" },
-
Contact us: 027-87605453
景宁人力资源
景宁人力隶属武汉厚溥企业,是目前较大规模的全国性IT行业人才服务商之一。依托武汉厚溥企业良善的客户关系以及精益的服务流程,成为专注于软件-互联网行业的人力资源专业服务企业。
Address
武汉市关山大道特1号光谷软件园D8栋
The D8 Building of The Guanggu Software Park,The Guanshan Road,Hoangshan District,Wuhan City.