函数式编程的相关知识

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了函数式编程的相关知识相关的知识,希望对你有一定的参考价值。


1. 纯函数

回忆初中数学的相关知识,函数 f 的概念就是,对于输入 x 产生一个输出 y = f(x)。这便是一种最简单的纯函数。纯函数的定义是,对于相同的输入,永远会得到相同的输出,而且没有任何可观察的副作用,也不依赖外部环境的状态。

纯函数具体是什么,什么不是纯函数,举例如下:

var arr = [1,2,3,4,5];

// Array.slice是纯函数,因为它没有副作用,对于固定的输入,输出总是固定的

// 可以,这很函数式

xs.slice(0,3);

//=> [1,2,3]

xs.slice(0,3);

//=> [1,2,3]

// Array.splice是不纯的,它有副作用,对于固定的输入,输出不是固定的

// 这不函数式

xs.splice(0,3);

//=> [1,2,3]

xs.splice(0,3);

//=> [4,5]

xs.splice(0,3);

//=> []


2. 函数柯里化

函数柯里化(curry),即:传递给函数一部分参数来调用它,让它返回一个函数去处理剩下的参数。

比如对于加法函数 var add = (x, y) => x + y ,我们可以这样进行柯里化:

//比较容易读懂的ES5写法

var add = function(x){

    return function(y){

        return x + y

    }

}

//ES6写法,也是比较正统的函数式写法

var add = x => (y => x + y);


//试试看

var add2 = add(2);

var add200 = add(200);


add2(2); // =>4

add200(50); // =>250

事实上柯里化是一种“预加载”函数的方法,通过传递较少的参数,得到一个已经记住了这些参数的新函数,某种意义上讲,这是一种对参数的“缓存”,是一种非常高效的编写函数的方法:

import { curry } from 'lodash';

//首先柯里化两个纯函数

var match = curry((reg, str) => str.match(reg));

var filter = curry((f, arr) => arr.filter(f));


//判断字符串里有没有空格

var haveSpace = match(/\s+/g);


haveSpace("ffffffff");

//=>null


haveSpace("a b");

//=>[" "]


filter(haveSpace, ["abcdefg", "Hello World"]);

//=>["Hello world"]


3. 函数组合

学会了使用纯函数以及如何把它柯里化之后,我们会很容易写出这样的“包菜式”代码:

h(g(f(x)));

虽然这也是函数式的代码,但它依然存在某种意义上的“不优雅”。为了解决函数嵌套的问题,我们需要用到“函数组合”:

//两个函数的组合

var compose = function(f, g) {

    return function(x) {

        return f(g(x));

    };

};


//或者

var compose = (f, g) => (x => f(g(x)));


var add1 = x => x + 1;

var mul5 = x => x * 5;


compose(mul5, add1)(2);

// =>15 

我们定义的compose函数可以把任何两个纯函数结合到一起:

var first = arr => arr[0];

var reverse = arr => arr.reverse();

var last = compose(first, reverse);

last([1,2,3,4,5]);

// =>5


4. Point Free

有了柯里化和函数组合的基础知识,下面介绍一下Point Free这种代码风格。

细心的话你可能会注意到,之前的代码中我们总是喜欢把一些对象自带的方法转化成纯函数:

var map = (f, arr) => arr.map(f);

var toUpperCase = word => word.toUpperCase();

Point Free的原意大致是指不命名转瞬即逝的中间变量,比如:

var f = str => str.toUpperCase().split(' ');

这个函数中,我们使用了 str 作为我们的中间变量,但这个中间变量除了让代码变得长了一点以外是毫无意义的。下面改造一下这段代码:

// Point Free

var toUpperCase = word => word.toUpperCase();

var split = x => (str => str.split(x));


var f = compose(split(' '), toUpperCase);

f("abcd efgh");

// =>["ABCD", "EFGH"]

这种风格能够帮助我们减少不必要的命名,让代码保持简洁和通用。


5. 声明式与命令式代码

命令式代码的意思就是,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。

而声明式就要优雅很多了,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。

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);

命令式的写法要先实例化一个数组,然后再对 companies 数组进行for循环遍历,手动命名、判断、增加计数器,就好像你开了一辆零件全部暴露在外的汽车一样,虽然很机械朋克风,但这并不是优雅的程序员应该做的。


声明式的写法是一个表达式,如何进行计数器迭代,返回的数组如何收集,这些细节都隐藏了起来。它指明的是做什么,而不是怎么做。除了更加清晰和简洁之外,map 函数还可以进一步独立优化,甚至用解释器内置的速度极快的 map 函数,这么一来我们主要的业务代码就无须改动了。


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。优化代码时,目光只需要集中在这些稳定坚固的函数内部即可。

相反,不纯的不函数式的代码会产生副作用或者依赖外部系统环境,使用它们的时候总是要考虑这些不干净的副作用。在复杂的系统中,这对于程序员的心智来说是极大的负担。


原文链接:https://zhuanlan.zhihu.com/p/21714695



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