函数式编程探索 -《JS函数式编程指南》读后感

Posted 2021-04-09 读书三到

《JS函数式编程指南》使用javascript讲述了函数式编程的基本思想，函数式编程有很多优点，比如简洁，消除”副作用”等等。同时它是来源数学理论，可以达到更高的抽象度。

介绍

函数式编程也叫面向函数编程，是编程范式的一种，它其实出现得很早，理论基础起源于上个世纪30年代数学界的lambda演算，属于范畴论，最早运用这一思想的编程语言是上世纪50年代的Lisp语言，这门语言在黑客圈极具传奇色彩。

另一种更为大家知道的编程范式就是大名鼎鼎的面向对象编程（当然，面向“对象”编程，是程序猿的梦想之一）。十年之前，我们接触到的编程教材、技术文章，讲述的几乎都是面向对象编程，编程不使用接口、类、继承，都不好意思说自己会编程。

函数式编程思想近几年越来越为大家接受和推崇，两大主流语言相继增加了支持函数式编程的特性：

Java8新增了Lambda表达式，同时增加了相关应用场景的支持，如Stream流式处理；

JavaScript也在ES6增加了Lambda表达式，也增加了相关应用场景的支持，如Array的map, fliter, reduce操作。同时，JavaScript的三大框架之一React，今年新增了Hooks特性，支持有状态函数组件，从而完全可以替代类组件。

从大的趋势来看，各大主流语言逐渐趋于支持多种范式，如JavaScript同时也增加了面向对象的特性：类和继承。

函数式编程的特点

函数是一等公民

这是函数式编程一个基本条件，这里并不是说函数有什么优先权，而是：函数和其它数据类型一样，可以赋值给变量、可以作为参数传递、可以作为返回值等等。

根据上面的特点，我们还可以引申出来一些概念：

• 函数嵌套

• 闭包

• 高阶函数

这些JS开发者都很熟悉，也会经常用到，等后面再回过头看看这些特性在函数式编程里面有什么使用场景。

代码示例:

// 嵌套函数，返回函数function regexCheck(reg) { return function(str) { return reg.test(str) }}
// 高阶函数regexCheck(/^(130|131)\d{8}$/)('13012341234')

使用表达式，而不是语句

表达式的特点是：它是一个单纯的运算过程，完成后总是会有运算结果。最常见的表达式就是运算表达式，比如：

const a = 10const b = a * 10 + 10

函数式编程里的表达式，其实就是把函数当作普通变量来使用：

// 参数函数，返回函数function ifNot(func) { return function(x) { return !func(x) }}
// 函数组合const ishtmlTag = regexCheck(/<\/?\S+>/);['hello world', '<script>alert(1)</script>'].filter(ifNot(isHtmlTag))

把函数当作变量一样来运算，代码可以变得很简洁灵活(后续还会接触更多的)。

没有副作用

这里的”副作用”就是Side Effect，指的就是：函数运行过程中，产生了运算以外的其他结果，比如：修改了全局变量、向数据库写入了数据、发起了网络请求等等。

函数式编程为什么要消除“副作用”，经验丰富的程序员一定知道，系统复杂性和Bug很多时候就是因”副作用”而起：

• 一个全局变量，很多地方都去使用和修改它，你将很难保证它没有被错误地使用。

  如果还涉及到了多线程，那就大大增加了系统复杂性，你去面试后端岗位，高并发是考察你能力的最重要的点。

• 向数据库写入了数据和发起了网络请求一样，永远是系统中的炸弹，你不知道它什么时候就出现你没有预料到的状况。

当然，我们也不能完全避免副作用，我们要做的是控制它，状态管理器Redux中就有effects概念，React Hooks里面也有effect hook，目的都是隔离“副作用”。

消除”副作用”有一个常见的方案：不改变状态，即函数调用返回新的值，如：

const serials = ['10', '20', '30']// 下面的运算不会改变前面的变量const serialsOpts = serials.concat(['40', '50']).join('/')

引用透明

引用透明其实就是前面特性的衍生特性，说的就是：使用相同的参数调用函数，每次都会得到相同的结果。 我们完全可以用结果代替这个函数表达式，所以叫引用透明。

当一个函数不依赖外部变量和状态时，它就可以满足引用透明，这样的函数我们也叫它纯函数。

它的好处很多：

• 很容易的理解和推导程序。

• 我们还可以很容易地构建测试程序，因为它的运算逻辑是单纯、稳定的。

• 可以任意地并行执行。

总结

函数编程起源于数学的范畴论，理论相当抽象，我还是个初学者，本篇简单介绍了函数式编程的历史和现状，讲述了函数式编程的基本特点。后续我还会继续学习和记录函数式编程的相关理论、常见设计模式和它们的应用。