JS 函數(shù)式編程思維簡(jiǎn)述(一):無(wú)副作用

  1. 簡(jiǎn)述
  2. 無(wú)副作用(No Side Effects)
  3. 高階函數(shù)(High-Order Function)
  4. 柯里化(Currying)
  5. 閉包(Closure)
  6. 不可變(Immutable)
  7. 惰性計(jì)算(Lazy Evaluation)
  8. Monad

簡(jiǎn)述

? ? ? ?函數(shù)式編程的概念來(lái)自于數(shù)學(xué)中的函數(shù)适秩,即自變量映射泊窘。中心思想是指:一個(gè)函數(shù)的返回值蚪腐,僅僅依賴(lài)于參數(shù)的值槽惫,而不會(huì)因?yàn)槠渌獠康臓顟B(tài)而不同矩肩。比如有一個(gè)求冪的函數(shù) pow(base, exponent) 欺矫,它的計(jì)算結(jié)果僅僅依賴(lài)于 base (基數(shù))exponent (指數(shù)) 的不同而不同偷厦。這個(gè)函數(shù)無(wú)論我們調(diào)用多少次,只要參數(shù)一致兔综,那么返回值絕對(duì)一致饿凛。
? ? ? ?在代碼構(gòu)建的過(guò)程中,我們很難將所有函數(shù)都構(gòu)建成符合函數(shù)式編程思維的范式软驰,但如果應(yīng)用函數(shù)式編程涧窒,則它的好處主要體現(xiàn)于:

  • 引用透明(Referential Transparency)
  • 無(wú)副作用(No Side Effect)
  • 無(wú)競(jìng)爭(zhēng)態(tài) (No Race Condition)
  • 惰性求值 (Lazy Evaluation)

? ? ? ?本文的目的是希望以簡(jiǎn)單易懂的方式,表述函數(shù)式編程思維的范式和應(yīng)用锭亏。本文中示例使用的編程語(yǔ)言為:JavaScript 纠吴。

無(wú)副作用(no side effects)

? ? ? ?函數(shù)在表現(xiàn)方式上,我們可以將其區(qū)分為 純函數(shù)非純函數(shù)慧瘤。他們有以下區(qū)分:

純函數(shù):返回值僅依賴(lài)于參數(shù)戴已,輸入相同的值,便會(huì)得到相同的值的函數(shù)锅减。

let seed = 0; // 定義一個(gè)外部變量
// 一個(gè)用于求和的函數(shù)
const sum = (x, y) => x + y;

sum(10, 2); // 結(jié)果: 12
sum(10, 2); // 結(jié)果: 12
sum(3, 6); // 結(jié)果: 9
sum(3, 6); // 結(jié)果: 9
console.log( seed ); // 輸出: 0

非純函數(shù):在參數(shù)一致的情況下糖儡,返回值可能不一致的函數(shù)。

let seed = 0; // 定義一個(gè)外部變量
// 另一個(gè)用于求和的函數(shù)
const sum = (x, y) => x + y + (++seed);

sum(10, 2); // 結(jié)果: 13
sum(10, 2); // 結(jié)果: 14
sum(3, 6); // 結(jié)果: 12
sum(3, 6); // 結(jié)果: 13
console.log( seed ); // 輸出: 4

? ? ? ?純函數(shù)非純函數(shù) 最大的兩個(gè)不同的表現(xiàn)在于:副作用性引用透明性 怔匣。
? ? ? ?副作用性 是指握联,該函數(shù)的調(diào)用過(guò)程中,是否對(duì)主函數(shù)(調(diào)用者)產(chǎn)生了附加影響,例如修改了函數(shù)外的變量或參數(shù)拴疤,我們就認(rèn)為該函數(shù)是 有副作用 的函數(shù)永部。
? ? ? ?而 引用透明 則是指,函數(shù)的運(yùn)行不依賴(lài)于外部的變量或者狀態(tài)呐矾,僅僅依賴(lài)于輸入的參數(shù)苔埋。如果程序中任意兩處具有相同輸入值的函數(shù)調(diào)用能夠互相置換,而不影響程序的動(dòng)作蜒犯,那么該函數(shù)就具有引用透明性组橄。
? ? ? ?由上述示例可見(jiàn),非純函數(shù)造成的最大的問(wèn)題罚随,就是其 不可預(yù)知性 玉工。如果代碼比較復(fù)雜時(shí),會(huì)為我們梳理程序運(yùn)行邏輯造成一定的困難淘菩。因此遵班,在函數(shù)式編程思維中,我們應(yīng)盡可能的確保我們編寫(xiě)的函數(shù)是 純函數(shù)潮改。

JavaScript內(nèi)置對(duì)象中的 非純函數(shù)

? ? ? ?在理想中狭郑,我們的函數(shù)都應(yīng)該是 純函數(shù) 。但理想往往需要屈從于現(xiàn)實(shí)狀況汇在。在 JavaScript 的內(nèi)置對(duì)象中翰萨,就有非常多的 非純函數(shù) ,也提供著必要的功能實(shí)現(xiàn)糕殉,如我們常見(jiàn)的:

  • Math.random()
  • console.log()
  • element.addEventListener()
  • Date.now()
  • Array.prototype.sort()
  • ajax操作等

副作用主要表現(xiàn)于:

  • I/O 操作:其結(jié)果本身就是無(wú)法預(yù)估的亩鬼,因此無(wú)法判斷給定了的參數(shù),是否能給予我們預(yù)期的返回結(jié)果阿蝶;比如接收輸入雳锋、或者將結(jié)果輸出。
  • 改變?nèi)肿兞吭兄?/strong>羡洁,或者改變參數(shù)對(duì)象值及其屬性:其執(zhí)行結(jié)果也是帶有副作用的玷过。
  • 拋出異常或以錯(cuò)誤中止:函數(shù)除了返回一個(gè)值之外焚廊,還可能發(fā)生不太確定的執(zhí)行結(jié)果。

? ? ? ?Array 是一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于操作數(shù)組的對(duì)象习劫,是所有數(shù)組的父級(jí)對(duì)象咆瘟,設(shè)定了所有數(shù)組可調(diào)用的方法有哪些。我們常用 slice()splice() 來(lái)作為純函數(shù)和非純函數(shù)的典型示例:

函數(shù) 作用
slice( [begin, end] ) 方法返回一個(gè)新的數(shù)組對(duì)象诽里,這一對(duì)象是一個(gè)由 begin和 end(不包括end)決定的原數(shù)組的淺拷貝袒餐。原始數(shù)組不會(huì)被改變。
參數(shù):
begin:操作起始位置索引;
end:操作結(jié)束位置索引(不包含)灸眼;
splice(start[, deleteCount]) 方法通過(guò)刪除現(xiàn)有元素和/或添加新元素來(lái)修改數(shù)組,并以數(shù)組返回原數(shù)組中被修改的內(nèi)容卧檐。
參數(shù):
start:操作起始位置索引;
deleteCount:刪除元素的數(shù)量焰宣;

假設(shè)我們現(xiàn)在有一個(gè)數(shù)組 [1,3,5,7,9] ,當(dāng)我們希望從 begin 位置開(kāi)始檢索霉囚,獲取到 end 位置時(shí),我們會(huì)這么去做:

const arr = [1, 3, 5, 7, 9];

// slice() 是一個(gè)純函數(shù)!
arr.slice(1, 3); // 結(jié)果:[3, 5]
arr.slice(1, 3); // 結(jié)果:[3, 5]
arr.slice(1, 3); // 結(jié)果:[3, 5]

而假設(shè)我們要在數(shù)組 [1,3,5,7,9] 中刪除相應(yīng)數(shù)據(jù)時(shí):

const arr = [1, 3, 5, 7, 9];

// splice() 不是一個(gè)純函數(shù)!
arr.splice(1, 3); // 結(jié)果:[3, 5, 7]
arr.splice(1, 3); // 結(jié)果:[9]
arr.splice(1, 3); // 結(jié)果:[]

在一段程序中匕积,我們無(wú)法保證所有的函數(shù)都是純函數(shù)盈罐。但純函數(shù)的覆蓋面越大,對(duì)于調(diào)試闪唆、緩存數(shù)據(jù)及線(xiàn)程安全都會(huì)提供越多的便利盅粪。有一種說(shuō)法是,保證80%的函數(shù)是純函數(shù)即可悄蕾。

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