正文

一退子、什么是函數(shù)式編程？

我的理解是函數(shù)式編程就是一種抽象程度很高的編程范式切端，純粹的函數(shù)式編程語言編寫的函數(shù)可以看成沒有變量抬探，因此，任意一個函數(shù)帆赢，只要輸入是確定的小压，輸出就是確定的。.函數(shù)式編程不是用函數(shù)來編程椰于，也不是傳統(tǒng)的面向過程編程怠益。主旨在于將復雜的函數(shù)符合成簡單的函數(shù)（計算理論，或者遞歸論瘾婿，或者拉姆達演算）蜻牢。運算過程盡量寫成一系列嵌套的函數(shù)調(diào)用。函數(shù)式編程我覺得更貼近于數(shù)學思想或者說計算偏陪。

二抢呆、函數(shù)式編程的特性

1.函數(shù)是"第一等公民"

所謂"第一等公民"（first class），指的是函數(shù)與其他數(shù)據(jù)類型一樣笛谦，處于平等地位抱虐，可以賦值給其他變量，也可以作為參數(shù)饥脑，傳入另一個函數(shù)恳邀，或者作為別的函數(shù)的返回值。
舉例來說灶轰，下面代碼中的print變量就是一個函數(shù)谣沸，可以作為另一個函數(shù)的參數(shù)。

var print = function(i){ console.log(i);};
　　[1,2,3].forEach(print);

2.只用”表達式"笋颤，不用"語句"

"表達式"（expression）是一個單純的運算過程乳附，總是有返回值；"語句"（statement）是執(zhí)行某種操作伴澄，沒有返回值赋除。函數(shù)式編程要求，只使用表達式秉版，不使用語句贤重。也就是說茬祷，每一步都是單純的運算清焕，而且都有返回值。
原因是函數(shù)式編程的開發(fā)動機，一開始就是為了處理運算（computation）秸妥，不考慮系統(tǒng)的讀寫（I/O）滚停。"語句"屬于對系統(tǒng)的讀寫操作，所以就被排斥在外粥惧。
當然键畴，實際應用中，不做I/O是不可能的突雪。因此起惕，編程過程中，函數(shù)式編程只要求把I/O限制到最小咏删，不要有不必要的讀寫行為惹想，保持計算過程的單純性。

3.沒有"副作用"

所謂"副作用"（side effect）督函，指的是函數(shù)內(nèi)部與外部互動（最典型的情況嘀粱，就是修改全局變量的值），產(chǎn)生運算以外的其他結(jié)果辰狡。
函數(shù)式編程強調(diào)沒有"副作用"锋叨，意味著函數(shù)要保持獨立，所有功能就是返回一個新的值宛篇，沒有其他行為娃磺，尤其是不得修改外部變量的值。

4.不修改狀態(tài)

在函數(shù)式編程中叫倍，我們通常理解的變量在函數(shù)式編程中也被函數(shù)代替了：在函數(shù)式編程中變量僅僅代表某個表達式豌鸡。這里所說的’變量’是不能被修改的。所有的變量只能被賦一次初值段标。（下面會詳細介紹變量被函數(shù)代替）

5.引用透明性

函數(shù)程序通常還加強引用透明性涯冠，即如果提供同樣的輸入，那么函數(shù)總是返回同樣的結(jié)果逼庞。就是說蛇更，表達式的值不依賴于可以改變值的全局狀態(tài)。

三赛糟、函數(shù)式編程常用核心概念和技術(shù)

1.純函數(shù)

什么是純函數(shù)呢派任？

對于相同的輸入，永遠會得到相同的輸出璧南，而且沒有任何可觀察的副作用掌逛，也不依賴外部環(huán)境的狀態(tài)的函數(shù)，叫做純函數(shù)司倚。
舉個栗子：

var xs = [1,2,3,4,5];// Array.slice是純函數(shù)豆混，因為它沒有副作用篓像，對于固定的輸入，輸出總是固定的
xs.slice(0,3);
xs.slice(0,3);
xs.splice(0,3);// Array.splice會對原array造成影響皿伺，所以不純
xs.splice(0,3);

2.函數(shù)柯里化（高級函數(shù)）

高階函數(shù)员辩，就是把函數(shù)當參數(shù)，把傳入的函數(shù)做一個封裝鸵鸥，然后返回這個封裝函數(shù),達到更高程度的抽象奠滑。
我的理解：傳遞給函數(shù)一部分參數(shù)來調(diào)用它，讓它返回一個函數(shù)去處理剩下的參數(shù)妒穴。

看一個例子：

// 柯里化之前
function add(x, y) {
    return x + y;
}
add(1, 2) // 3
// 柯里化之后
function addX(y) {
    return function (x) {
        return x + y;
    };
}
addX(2)(1) // 3

柯里化可以理解為是一種“預加載”函數(shù)的方法宋税，通過傳遞較少的參數(shù)，得到一個已經(jīng)記住了這些參數(shù)的新函數(shù)讼油，某種意義上講弃甥，這是一種對參數(shù)的“緩存”，是一種非常高效的編寫函數(shù)的方法汁讼。

3.函數(shù)組合

為了解決函數(shù)嵌套過深淆攻，洋蔥代碼：h(g(f(x)))，我們需要用到“函數(shù)組合”嘿架，我們可以
來用柯里化來改他瓶珊，讓多個函數(shù)像拼積木一樣。

函數(shù)編程的函數(shù)組合：兩個純函數(shù)組合之后返回了一個新函數(shù),舉個例子：

const compose = function(f,g) {
  return function(x) {
    return f(g(x));
  };
};

const toUpperCase = function(x) {
return x.toUpperCase();
};

const exclaim = function(x) {
return x + "!";
};
 
const shout = compose( exclaim , toUpperCase );
 
console.log(shout("hello world")); //HELLO WORLD!

可以對他簡化一下：

const compose=(f,g)=>(x=>f(g(x)))
const toUpperCase=x=>x.toUpperCase()
const exclaim=x=>x+'!'
const shout=compose(exclaim,toUpperCase)
console.log(shout('hello world'));  //HELLO WORLD!

compose中的參數(shù)的順序是隨意的耸彪，這就類似于乘法中的交換律 xy=yx**,
所以函數(shù)式編程貼近于數(shù)學計算伞芹。

在這里插入圖片描述

4.遞歸與尾遞歸

指函數(shù)內(nèi)部的最后一個動作是函數(shù)調(diào)用。該調(diào)用的返回值蝉娜，直接返回給函數(shù)唱较。函數(shù)調(diào)用自身，稱為遞歸召川。如果尾調(diào)用自身南缓，就稱為尾遞歸荧呐。遞歸需要保存大量的調(diào)用記錄汉形，很容易發(fā)生棧溢出錯誤，如果使用尾遞歸優(yōu)化倍阐，將遞歸變?yōu)檠h(huán)，那么只需要保存一個調(diào)用記錄岔冀，這樣就不會發(fā)生棧溢出錯誤了。通俗點說使套，尾遞歸最后一步需要調(diào)用自身，并且之后不能有其他額外操作童漩。
舉個例子：我的理解為滿足遞歸條件相當于捕魚時先撒網(wǎng)，等達到遞歸邊界即捕到魚時侧馅，再返回自身及收網(wǎng)；尾遞歸就為當捕到魚時魚已經(jīng)到你手里了罗晕，具體舉個例子：

// 不是尾遞歸赠堵，無法優(yōu)化
function factorial(n) {
    if (n === 1) return 1;
    return n * factorial(n - 1);
}   //這里的遞歸當?shù)竭_邊界條件時會把值返回給上一個調(diào)用它的函數(shù)
 
function factorial(n, total) {
    if (n === 1) return total;
    return factorial(n - 1, n * total);
} //ES6強制使用尾遞歸
// 這里的尾遞歸就是當?shù)降走吔鐥l件時直接將結(jié)果 return 出來

我們看一下遞歸和尾遞歸執(zhí)行過程：
遞歸：

function sum(n) {
    if (n === 1) return 1;
    return n + sum(n - 1);
}
sum(5)
(5 + sum(4))
(5 + (4 + sum(3)))
(5 + (4 + (3 + sum(2))))
(5 + (4 + (3 + (2 + sum(1)))))
(5 + (4 + (3 + (2 + 1))))
(5 + (4 + (3 + 3)))
(5 + (4 + 6))
(5 + 10)
15      //遞歸非常消耗內(nèi)存，因為需要同時保存很多的調(diào)用幀揍愁，這樣，就很容易發(fā)生“棧溢出”

尾遞歸：

function sum(x, total) {
    if (x === 1) {
        return x + total;
    }
    return sum(x - 1, x + total);
}
sum(5, 0)
sum(4, 5)
sum(3, 9)
sum(2, 12)
sum(1, 14)
15

整個計算過程是線性的，調(diào)用一次sum(x, total)后怯屉，會進入下一個棧，相關(guān)的數(shù)據(jù)信息和跟隨進入羡儿，不再放在堆棧上保存缅叠。當計算完最后的值之后，直接返回到最上層的sum(5,0)领曼。這能有效的防止堆棧溢出。在ECMAScript 6单刁，我們將迎來尾遞歸優(yōu)化，通過尾遞歸優(yōu)化褥傍，javascript代碼在解釋成機器碼的時候，將會向while看起朋贬，也就是說，同時擁有數(shù)學表達能力和while的效能糠亩。

5.惰性計算（求值）

在惰性計算中，表達式不是在綁定到變量時立即計算垂寥，而是在求值程序需要產(chǎn)生表達式的值時進行計算。延遲的計算使你可以編寫可能潛在地生成無窮輸出的函數(shù)过椎。因為不會計算多于程序的其余部分所需要的值，所以不需要擔心由無窮計算所導致的 out-of-memory 錯誤灰嫉。簡單的來說就是：

按需索取，能不多做事股耽，絕不多做

這里有自己實現(xiàn)的簡單的惰性求值
用JavaScript寫一個惰性求值的最簡實現(xiàn)
惰性求值官方文檔
官方文檔

四物蝙、函數(shù)式編程總結(jié)

1.函數(shù)式編程中的每個符號都是 const 的，于是沒有什么函數(shù)會有副作用震嫉。誰也不能在運行時修改任何東西，也沒有函數(shù)可以修改在它的作用域之外修改什么值給其他函數(shù)繼續(xù)使用悴势。這意味著決定函數(shù)執(zhí)行結(jié)果的唯一因素就是它的返回值侥加，而影響其返回值的唯一因素就是它的參數(shù)。
2.函數(shù)式編程不需要考慮”死鎖"（deadlock）矗蕊，因為它不修改變量朋魔，所以根本不存在"鎖"線程的問題。不必擔心一個線程的數(shù)據(jù)，被另一個線程修改镶奉，所以可以很放心地把工作分攤到多個線程，部署"并發(fā)編程"（concurrency）。
3.函數(shù)式編程中所有狀態(tài)就是傳給函數(shù)的參數(shù)亿蒸，而參數(shù)都是儲存在棧上的。這一特性讓軟件的熱部署變得十分簡單。只要比較一下正在運行的代碼以及新的代碼獲得一個diff灰蛙，然后用這個diff更新現(xiàn)有的代碼宣旱，新代碼的熱部署就完成了耗溜。

參考文獻

JavaScript函數(shù)式編程指南

JavaScript 函數(shù)式編程