简单的 Node/Express 应用程序，函数式编程方式（如何在 JavaScript 中处理副作用？）

Posted 2023-02-22

【中文标题】简单的 Node/Express 应用程序，函数式编程方式（如何在 JavaScript 中处理副作用？）

【英文标题】：Simple Node/Express app, the functional programming way (How to handle side-effects in JavaScript?)

【发布时间】：2017-12-24 20:50:52

【问题描述】：

关于 javascript 中的函数式编程理论有很多不错的文章。有些甚至包含代码示例，显示了命令式/面向对象编程和声明式/函数式编程之间的区别。但是我没有发现通过简单的 JavaScript 代码示例显示如何处理 Web 应用程序中的副作用。没有现实世界的应用程序可以完全避免副作用（数据库调用、登录到控制台、保存到文件、绘制到屏幕等），我很难弄清楚它在实践中是如何完成的。

有博客文章和 S/O 答案（例如：How to perform side-effects in pure functional programming?）涉及在现实世界中处理副作用的主题，但它们通常远非简单，不包含代码示例或包括其他语言（Haskell、Scala 等）的代码示例。我还没有找到适用于 Node/JavaScript 的。

所以...鉴于以下非常简单的示例 Node/Express 应用程序与 MongoDB 数据库，必须实现哪些代码更改才能使这段代码充分反映当前的 JavaScript 函数式编程最佳实践。特别是当涉及到处理数据库调用的路由/函数时。我希望您的回答能帮助我和其他人更好地理解函数式编程的“避免副作用”概念在实际 JavaScript 中的实际应用。

/*app.js*/

const express = require('express')
const app = express()
var mongoose = require('mongoose');
mongoose.connect('mongodb://localhost/test');

var greetingSchema = mongoose.Schema(
    greeting: String
);

var Greeting = mongoose.model('Greeting', greetingSchema);

app.get('/', function (req, res) 
  Greeting.find(greeting: 'Hello World!', function (err, greeting)
    res.send(greeting);
  );  
);

app.post('/', function (req, res) 
  Greeting.create(greeting: 'Wasssssssssssuuuuppppp', function (err, greeting)
  res.send(greeting);
  );      
);

app.listen(3000, function () 
  console.log('Example app listening on port 3000!')
)

【问题讨论】：

这是一个不适定问题。正如你所说，“一旦完全转换为函数式编程，代码会是什么样子”——你问的问题——是没有意义的，因为“没有现实世界的应用程序可以完全避免副作用”。您上面的代码充满了副作用（登录到控制台、发送问候语、连接到数据库）。您已经避免了循环并使用了 .find 和 lambda 函数，因此本质上不是有状态的部分已经可以正常工作。目前尚不清楚您想从答案中得到什么。 （我没有对这个问题投反对票，但这可能就是有人这样做的原因）。

@anandsun 感谢您的反馈。我很乐意编辑问题以使其更好。也许你可以帮我做到这一点。我的印象是我的问题中的代码示例没有反映 JavaScript 函数式编程的最佳实践。我读到的关于 FP 的所有内容都让人觉得您必须使用流和 monad 以及所有其他复杂的东西来处理应用程序中的副作用和状态更改。我想知道在 JavaScript 中实际上是什么样子的。你是说我提供的代码与 JavaScript 中的 FP 一样好？

re：“你必须使用流和单子以及所有其他复杂的东西。”哇，不！这是一个常见的误解，它使人们远离 FP，因为他们认为它太复杂了。我喜欢 FP 并在工作中使用 Scala，但我不同意您必须使用 monad 和流。参见例如fp-is-not-the-answer。单子 > 空值。流很好。但首先，将状态性推到代码的边缘，将逻辑拆分为小函数，使用标准库函数，避免函数中的副作用等。

另一件事是这样的问题可能会在 StackExchange 或其他地方取得更大的成功，因为您不是在询问如何让某件事情发挥作用，而是在询问风格方面的建议，这在 *** 上通常不鼓励，因为它是主观的。

@neoflash 本质上，这意味着您使用 thunk（不带参数的函数）推迟不纯计算，围绕它们构建纯函数组合，并将其留给调用者实际执行它们。通过这样做，您推迟了效果，或者更寓言化，您将其推到了应用程序的边缘。

【参考方案1】：

您将无法完全避免副作用，但您可以尽最大努力将它们尽可能地抽象出来。

例如，Express 框架本质上是命令式的。您运行 res.send() 之类的函数完全是因为它们的副作用（大多数时候您甚至都不关心它的返回值）。

您可以做的（除了对所有声明使用const，使用Immutable.js 数据结构，Ramda，将所有函数编写为const fun = arg => expression; 而不是const fun = (arg) => statement; statement; ; 等）将是关于 Express 通常如何工作的一点抽象。

例如，您可以创建以req 作为参数的函数，并返回一个对象，该对象包含响应状态、标头和要作为主体通过管道传输的流。从某种意义上说，这些函数可能是纯函数，它们的返回值仅取决于它们的参数（请求对象），但您仍然需要一些包装器才能使用 Express 固有的命令式 API 实际发送响应。这可能不是微不足道的，但它可以做到。

作为一个例子，考虑这个将 body 作为对象发送为 json 的函数：

const wrap = f => (req, res) => 
  const  status = 200, headers = , body =   = f(req);
  res.status(status).set(headers).json(body);
;

它可以用来创建这样的路由处理程序：

app.get('/sum/:x/:y', wrap(req => (
  headers:  'Foo': 'Bar' ,
  body:  result: +req.params.x + +req.params.y ,
)));

使用返回单个表达式且没有副作用的函数。

完整示例：

const app = require('express')();

const wrap = f => (req, res) => 
  const  status = 200, headers = , body =   = f(req);
  res.status(status).set(headers).json(body);
;

app.get('/sum/:x/:y', wrap(req => (
  headers:  'Foo': 'Bar' ,
  body:  result: +req.params.x + +req.params.y ,
)));

app.listen(4444);

测试响应：

$ curl localhost:4444/sum/2/4 -v
* Hostname was NOT found in DNS cache
*   Trying 127.0.0.1...
* Connected to localhost (127.0.0.1) port 4444 (#0)
> GET /sum/2/4 HTTP/1.1
> User-Agent: curl/7.35.0
> Host: localhost:4444
> Accept: */*
> 
< HTTP/1.1 200 OK
< X-Powered-By: Express
< Foo: Bar
< Content-Type: application/json; charset=utf-8
< Content-Length: 12
< ETag: W/"c-Up02vIPchuYz06aaEYNjufz5tpQ"
< Date: Wed, 19 Jul 2017 15:14:37 GMT
< Connection: keep-alive
< 
* Connection #0 to host localhost left intact
"result":6

当然，这只是一个基本的想法。您可以让 wrap() 函数接受对异步操作的函数返回值的承诺，但可以说它不会那么无副作用：

const wrap = f => async (req, res) => 
  const  status = 200, headers = , body =   = await f(req);
  res.status(status).set(headers).json(body);
;

和一个处理程序：

const delay = (t, v) => new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(v), t));

app.get('/sum/:x/:y', wrap(req =>
  delay(1000, +req.params.x + +req.params.y).then(result => (
    headers:  'Foo': 'Bar' ,
    body:  result ,
  ))));

我在处理程序本身中使用.then() 而不是async/await 以使其看起来更实用，但可以写成：

app.get('/sum/:x/:y', wrap(async req => (
  headers:  'Foo': 'Bar' ,
  body:  result: await delay(1000, +req.params.x + +req.params.y) ,
)));

如果作为 wrap 的参数的函数是一个生成器，而不是只产生要解析的承诺（就像基于生成器的协程通常做的那样），它可以产生更加通用的承诺来解决或夹头流，用一些包装来区分两者。这只是一个基本概念，但可以进一步扩展。

【讨论】：

这个答案不能解决我的具体问题，但它得到了一个很棒的答案！

我使用这种方法编写 API 处理程序来服务 PATCH 请求并将它们转换为相应的猫鼬（子）文档更新。所有的处理程序都是纯粹的功能；它们在一个微型框架下运行： * 将 mongoose 子文档转换为 POJO * 调用相应的处理程序 * 获取所需的更改 * 将更改应用到 mongoose 子文档 * 并保存它 这种方式唯一的非 FP 部分是一个微型框架；所有各种处理程序都是纯粹的 FP。