Lassen Sie uns über die funktionale JavaScript-Programmierung sprechen

Dieser Artikel vermittelt Ihnen relevantes Wissen über Javascript, das hauptsächlich Probleme im Zusammenhang mit der funktionalen Programmierung einführt. Ich hoffe, dass die funktionale Programmierung als eine Programmiermethode verstanden werden kann, die Funktionen als Hauptträger verwendet und Funktionen zum Zerlegen und Abstrahieren allgemeiner Ausdrücke verwendet es wird für alle hilfreich sein.

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Ich habe viele Erklärungen zur funktionalen Programmierung gesehen, aber die meisten davon sind auf theoretischer Ebene und einige beziehen sich nur auf rein funktionale Programmiersprachen wie Haskell . Der Zweck dieses Artikels besteht darin, über die spezifische Praxis der funktionalen Programmierung in JavaScript in meinen Augen zu sprechen. Der Grund, warum er „in meinen Augen“ lautet, bedeutet, dass das, was ich sage, nur meine persönliche Meinung wiedergibt, was möglicherweise im Widerspruch zu einigen strengen Konzepten steht.

In diesem Artikel werden viele formale Konzepteinführungen weggelassen und der Schwerpunkt liegt darauf, zu zeigen, was Funktionscode in JavaScript ist, was der Unterschied zwischen Funktionscode und allgemeiner Schreibweise ist, welche Vorteile Funktionscode für uns bringen kann und welche gemeinsamen Funktionen es gibt Modelle?

Die funktionale Programmierung, die ich verstehe
Ich denke, funktionale Programmierung kann als Programmiermethode verstanden werden, die Funktionen als Hauptträger verwendet und Funktionen zum Zerlegen und Abstrahieren allgemeiner Ausdrücke verwendet.

Im Vergleich zu Imperativen sind die Vorteile davon Wo? Die Hauptpunkte sind wie folgt:

Klarere Semantik
Höhere Wiederverwendbarkeit
Bessere Wartbarkeit
Begrenzter Umfang, weniger Nebenwirkungen
Grundlegende funktionale Programmierung
Das folgende Beispiel ist eine spezifische funktionale Ausführungsform

Javascript-Code

// 数组中每个单词，首字母大写  // 一般写法  const arr = ['apple', 'pen', 'apple-pen'];  for(const i in arr){  
  const c = arr[i][0];  
  arr[i] = c.toUpperCase() + arr[i].slice(1);  }  
  console.log(arr);  
  
  // 函数式写法一  function upperFirst(word) {  
  return word[0].toUpperCase() + word.slice(1);  }  
  function wordToUpperCase(arr) {  
  return arr.map(upperFirst);  }  
  console.log(wordToUpperCase(['apple', 'pen', 'apple-pen']));  
  
  // 函数式写法二  console.log(arr.map(['apple', 'pen', 'apple-pen'], word => word[0].toUpperCase() + word.slice(1)));

Wenn die Situation wird Je komplexer die Schreibweise von Ausdrücken ist, desto mehr Probleme treten auf:

Die Bedeutung ist nicht offensichtlich und wird nach und nach schwer aufrechtzuerhalten.
Die Wiederverwendbarkeit ist schlecht, wodurch mehr Code generiert wird.
Viele Zwischenvariablen werden generiert.
Funktionale Programmierung löst das oben Gesagte Probleme sehr gut. Beziehen Sie sich zunächst auf die funktionale Schreibmethode 1, die die Funktionskapselung nutzt, um Funktionen zu zerlegen (die Granularität ist nicht eindeutig), sie in verschiedene Funktionen kapselt und dann kombinierte Aufrufe verwendet, um den Zweck zu erreichen. Dadurch ist der Ausdruck klar und leicht zu pflegen, wiederzuverwenden und zu erweitern. Zweitens ersetzt Array.map mithilfe von Funktionen höherer Ordnung for...of für die Array-Durchquerung und reduziert so Zwischenvariablen und Operationen.

Der Hauptunterschied zwischen der funktionalen Schreibmethode 1 und der funktionalen Schreibmethode 2 besteht darin, dass Sie überlegen können, ob die Funktion in Zukunft wiederverwendet werden kann. Wenn nicht, ist letztere besser.

Kettenoptimierung

Aus der obigen funktionalen Schreibmethode 2 können wir ersehen, dass es beim Schreiben von funktionalem Code leicht ist, eine horizontale Erweiterung zu bewirken, dh mehrere Verschachtelungsebenen zu erzeugen. Nehmen wir ein Extrem Punkt unten Beispiel.

Javascript-Code

// 计算数字之和  
  // 一般写法  console.log(1 + 2 + 3 - 4)  
  
  // 函数式写法  function sum(a, b) {  
  return a + b;  }  
  function sub(a, b) {  
  return a - b;  }  
  console.log(sub(sum(sum(1, 2), 3), 4);  本例仅为展示 横向延展 的比较极端的情况，随着函数的嵌套层数不断增多，导致代码的可读性大幅下降，还很容易产生错误。 

在这种情况下，我们可以考虑多种优化方式，比如下面的 链式优化 。 
// 优化写法 (嗯，你没看错，这就是 lodash 的链式写法) Javascript代码 


const utils = {  
  chain(a) {  
    this._temp = a;  
    return this;  
  },  
  sum(b) {  
    this._temp += b;  
    return this;  
  },  
  sub(b) {  
    this._temp -= b;  
    return this;  
  },  
  value() {  
    const _temp = this._temp;  
    this._temp = undefined;  
    return _temp;  
  }  };  
  console.log(utils.chain(1).sum(2).sum(3).sub(4).value());

Nach dem Umschreiben auf diese Weise wird die Gesamtstruktur klarer und es kann leicht angezeigt werden, was jedes Glied der Kette tut. Ein weiteres gutes Beispiel für den Vergleich zwischen Funktionsverschachtelung und -verkettung ist die Callback-Funktion und das Promise-Muster.

Javascript-Code

// 顺序请求两个接口  
  
  // 回调函数  import $ from 'jquery';  $.post('a/url/to/target', (rs) => {  
  if(rs){  
    $.post('a/url/to/another/target', (rs2) => {  
      if(rs2){  
        $.post('a/url/to/third/target');  
      }  
    });  
  }  });  
  
  // Promise  import request from 'catta';  // catta 是一个轻量级请求工具，支持 fetch,jsonp,ajax，无依赖  request('a/url/to/target')  
  .then(rs => rs ? $.post('a/url/to/another/target') : Promise.reject())  
  .then(rs2 => rs2 ? $.post('a/url/to/third/target') : Promise.reject());

Wenn die verschachtelte Ebene der Rückruffunktionen und die Komplexität einer einzelnen Ebene zunehmen, wird sie aufgebläht und schwierig zu warten. Die Kettenstruktur von Promise kann sich jedoch immer noch vertikal ausdehnen, wenn die Komplexität hoch ist Die Trennung der Ebenen ist klar.

Gemeinsames funktionales Programmiermodell

Abschluss

Ein Codeblock, der lokale Variablen behalten und nicht freigegeben werden kann, wird Abschluss genannt

Das Konzept des Abschlusses ist relativ abstrakt, ich glaube, dass jeder mehr oder weniger diese Funktion kennt und verwendet

Welche Vorteile kann uns die Schließung bringen?

Sehen wir uns zunächst an, wie man einen Abschluss erstellt:

Javascript-Code

// 创建一个闭包  function makeCounter() {  
  let k = 0;  
  
  return function() {  
    return ++k;  
  };  }  
  const counter = makeCounter();  
  console.log(counter());  // 1  console.log(counter());  // 2

makeCounter Der Codeblock dieser Funktion verweist auf die lokale Variable k in der zurückgegebenen Funktion, was dazu führt, dass die lokale Variable nach der Funktion nicht mehr verwendet werden kann ausgeführt wird, wird vom System recycelt, was zu einer Schließung führt. Die Funktion dieses Abschlusses besteht darin, die lokale Variable zu „behalten“, sodass die Variable beim Aufruf der inneren Funktion wiederverwendet werden kann. Im Gegensatz zu globalen Variablen kann auf diese Variable nur innerhalb der Funktion verwiesen werden.

Mit anderen Worten: Abschlüsse erzeugen tatsächlich einige „persistente Variablen“, die für die Funktion privat sind.

Aus diesem Beispiel können wir schließen, dass die Bedingungen für die Erstellung eines Abschlusses sind:

Es gibt zwei Schichten von Funktionen, eine innere und eine äußere.
Die innere Funktion bezieht sich auf die lokalen Variablen der äußeren Funktion.
Der Zweck des Abschlusses
Der Hauptzweck des Abschlusses besteht darin, einige persistente Variablen mit begrenztem Umfang zu definieren, die zum Zwischenspeichern oder für Zwischenberechnungen usw. verwendet werden können.

Javascript-Code

// 简单的缓存工具  // 匿名函数创造了一个闭包  const cache = (function() {  
  const store = {};  
    
  return {  
    get(key) {  
      return store[key];  
    },  
    set(key, val) {  
      store[key] = val;  
    }  
  }  }());  
  cache.set('a', 1);  cache.get('a');  // 1

Das obige Beispiel ist die Implementierung eines einfachen Caching-Tools. Die anonyme Funktion erstellt einen Abschluss, sodass auf das Store-Objekt immer verwiesen werden kann und es nicht recycelt wird.

Nachteile des Schließens
Persistente Variablen werden nicht normal freigegeben und belegen weiterhin Speicherplatz, was leicht zu Speicherverschwendung führen kann, sodass im Allgemeinen einige zusätzliche manuelle Bereinigungsmechanismen erforderlich sind.

Funktionen höherer Ordnung

Eine Funktion, die eine Funktion akzeptiert oder zurückgibt, wird Funktion höherer Ordnung genannt

听上去很高冷的一个词汇，但是其实我们经常用到，只是原来不知道他们的名字而已。JavaScript 语言是原生支持高阶函数的，因为 JavaScript 的函数是一等公民，它既可以作为参数又可以作为另一个函数的返回值使用。

我们经常可以在 JavaScript 中见到许多原生的高阶函数，例如 Array.map , Array.reduce , Array.filter

下面以 map 为例，我们看看他是如何使用的

map （映射）

映射是对集合而言的，即把集合的每一项都做相同的变换，产生一个新的集合

map 作为一个高阶函数，他接受一个函数参数作为映射的逻辑

Javascript代码

// 数组中每一项加一，组成一个新数组  
  // 一般写法  const arr = [1,2,3];  const rs = [];  for(const n of arr){  
  rs.push(++n);  }  console.log(rs)  
  
  // map改写  const arr = [1,2,3];  const rs = arr.map(n => ++n);

上面一般写法，利用 for…of 循环的方式遍历数组会产生额外的操作，而且有改变原数组的风险

而 map 函数封装了必要的操作，使我们仅需要关心映射逻辑的函数实现即可，减少了代码量，也降低了副作用产生的风险。

柯里化（Currying）

给定一个函数的部分参数，生成一个接受其他参数的新函数

可能不常听到这个名词，但是用过 undescore 或 lodash 的人都见过他。

有一个神奇的 _.partial 函数，它就是柯里化的实现

Javascript代码

// 获取目标文件对基础路径的相对路径  
  
  // 一般写法  const BASE = '/path/to/base';  const relativePath = path.relative(BASE, '/some/path');  
  
  // _.parical 改写  const BASE = '/path/to/base';  const relativeFromBase = _.partial(path.relative, BASE);  
  const relativePath = relativeFromBase('/some/path');

通过 _.partial ，我们得到了新的函数 relativeFromBase ，这个函数在调用时就相当于调用 path.relative ，并默认将第一个参数传入 BASE ，后续传入的参数顺序后置。

本例中，我们真正想完成的操作是每次获得相对于 BASE 的路径，而非相对于任何路径。柯里化可以使我们只关心函数的部分参数，使函数的用途更加清晰，调用更加简单。

组合（Composing）

将多个函数的能力合并，创造一个新的函数

同样你第一次见到他可能还是在 lodash 中，compose 方法（现在叫 flow）

Javascript代码

// 数组中每个单词大写，做 Base64  
  
  // 一般写法 (其中一种)  const arr = ['pen', 'apple', 'applypen'];  const rs = [];  for(const w of arr){  
  rs.push(btoa(w.toUpperCase()));  }  console.log(rs);  
  
  // _.flow 改写  const arr = ['pen', 'apple', 'applypen'];  
  const upperAndBase64 = _.partialRight(_.map, _.flow(_.upperCase, btoa));  
  console.log(upperAndBase64(arr));

_.flow 将转大写和转 Base64 的函数的能力合并，生成一个新的函数。方便作为参数函数或后续复用。

自己的观点
我理解的 JavaScript 函数式编程，可能和许多传统概念不同。我并不只认为 高阶函数 算函数式编程，其他的诸如普通函数结合调用、链式结构等，我都认为属于函数式编程的范畴，只要他们是以函数作为主要载体的。

而我认为函数式编程并不是必须的，它也不应该是一个强制的规定或要求。与面向对象或其他思想一样，它也是其中一种方式。我们更多情况下，应该是几者的结合，而不是局限于概念。

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