PHP中的功能編程：高階功能

深入理解PHP中的高階函數：提升代碼靈活性和可重用性

許多大型應用和框架中都廣泛使用高階函數。 JavaScript、Java、.NET、Python甚至PHP等多種編程語言都支持高階函數的概念。但什麼是高階函數？為什麼我們要使用它？它有哪些優勢？如何用它簡化代碼？本文將重點介紹PHP中的高階函數，並與其他語言進行比較。

核心要點

• PHP中的高階函數是指可以接受一個或多個函數作為輸入，或返回一個函數作為輸出的函數。此特性增強了代碼的靈活性，便於擴展和代碼重用。
• 在PHP中，關鍵字callable可以用來識別高階函數。如果一個函數或方法具有callable參數，則表示它接受函數作為輸入。
• PHP包含內置的高階函數，例如array_map和array_filter。這些函數接受回調函數作為參數，並以不同的方式將其應用於數組的元素。
• 創建自定義PHP高階函數，需要定義一個函數，該函數接受一個或多個函數作為參數，返回一個函數作為結果，或同時具備這兩個特性。例如，一個名為calc()的函數，它接受幾個輸入函數並對幾個參數進行操作。
• 高階函數可以提供許多優勢，例如減少冗餘的樣板代碼。但是，對於不熟悉函數式編程概念的開發者來說，它們有時會導致代碼難以理解和調試。

一等函數

在了解高階函數之前，必須先了解支持一等函數（也稱為一階函數）的語言特性。這意味著該語言將函數視為一等公民。換句話說，該語言對函數的處理方式與對變量的處理方式相同。您可以將函數存儲在變量中，將其作為變量傳遞給其他函數，像變量一樣從函數中返回它們，甚至可以像使用變量一樣將它們存儲在數組或對象屬性中。如今，大多數現代語言默認都具有此特性。您只需要知道函數可以像變量一樣傳遞和使用即可。

本文將主要關注將函數作為參數傳遞和將函數作為結果返回，並簡要介紹非局部變量和閉包的概念。 （您可以在前面段落中鏈接到的維基百科文章的1.1、1.4和1.3節中閱讀更多關於這些概念的信息。）

什麼是高階函數？

高階函數有兩個主要特徵。高階函數可以實現以下一個或兩個特性：接受一個或多個函數作為輸入，或返回一個函數作為輸出。在PHP中，有一個關鍵字可以清楚地表明一個函數是高階函數：關鍵字callable。雖然此關鍵字並非必須存在，但它使識別高階函數變得容易。如果您看到一個函數或方法具有callable參數，則表示它接受函數作為輸入。另一個簡單的標誌是，如果您看到一個函數使用其return語句返回一個函數。 return語句可能只是函數的名稱，也可能是一個匿名/內聯函數。以下是一些每種類型的示例。

// 我们将传递给高阶函数的简单用户定义函数
function echoHelloWorld() {
  echo "Hello World!";
}

// 接受函数作为输入并调用它的高阶函数
function higherOrderFunction(callable $func) {
  $func();
}

// 调用我们的高阶函数并传入我们的echoHelloWorld()函数。
// 请注意，我们只将名称作为字符串传递，没有括号。
// 这将输出 "Hello World!"
higherOrderFunction('echoHelloWorld'); 

以下是一些返回函數的高階函數的簡單示例：

// 返回PHP中名为trim()的现有函数。注意它是一个简单的字符串，没有括号。
function trimMessage1() {
  return 'trim';
}

// 这是一个使用匿名内联函数的示例
function trimMessage2() {
    return function($text) {
        return trim($text);
    };
}

// 返回'trim'函数
$trim1 = trimMessage1(); 

// 使用我们的字符串进行修剪并调用它
echo $trim1('  hello world  ');

// 返回内部调用'trim'的匿名函数
$trim2 = trimMessage1(); 

// 使用我们的字符串进行修剪并再次调用它
echo $trim2('  hello world  ');

您可以想像，您可以傳入一個函數，並使用它來生成另一個返回的函數。很巧妙的技巧，對吧？但是為什麼要這樣做呢？這聽起來像是會使事情變得更複雜的東西。

為什麼要使用或創建高階函數？

您可能需要在代碼中創建高階函數的原因有很多。從代碼靈活性、代碼重用、代碼擴展到模仿您在其他程序中看到的代碼解決方案，不一而足。雖然原因很多，但這裡我們將介紹其中幾個。

增加代碼靈活性

高階函數增加了大量的靈活性。根據前面的示例，您可能已經看到了一些用途。您可以編寫一個單一函數，該函數接收整套不同的函數並使用它們，而無需編寫代碼來單獨執行它們。

也許高階函數本身並不知道它將接收什麼類型的函數。誰說函數必須了解它接收的函數的任何信息？一會兒輸入函數可能是add()函數，下一刻它可能是divide()函數。無論哪種情況，它都能正常工作。

輕鬆擴展代碼

此功能還可以更輕鬆地以後添加其他輸入函數。假設您有add()和divide()，但以後需要添加sum()函數。您可以編寫sum()函數並將其通過高階函數傳遞，而無需更改高階函數。在後面的示例中，我們將演示如何使用此功能來創建我們自己的calc()函數。

模仿其他語言的功能

您可能想要在PHP中使用高階函數的另一個原因是模擬Python中裝飾器的行為。您將一個函數“包裝”在另一個函數中以修改該函數的行為。例如，您可以編寫一個函數來計時其他函數。您可以編寫一個高階函數，該函數接收一個函數，啟動計時器，調用該函數，然後結束計時器以查看經過了多少時間。

PHP中現有高階函數的示例

在PHP中找到高階函數的示例非常簡單。查看PHP文檔，找到一個接受callable輸入參數的函數/方法，您就找到了一個。以下是一些常用高階函數的示例。您甚至可能在不知情的情況下使用過它們。

高階動態組合：array_map和array_filter

// 我们将传递给高阶函数的简单用户定义函数
function echoHelloWorld() {
  echo "Hello World!";
}

// 接受函数作为输入并调用它的高阶函数
function higherOrderFunction(callable $func) {
  $func();
}

// 调用我们的高阶函数并传入我们的echoHelloWorld()函数。
// 请注意，我们只将名称作为字符串传递，没有括号。
// 这将输出 "Hello World!"
higherOrderFunction('echoHelloWorld'); 

讓我們看看如何使用另一個函數，這次使用我們單獨定義的過濾器函數：

// 返回PHP中名为trim()的现有函数。注意它是一个简单的字符串，没有括号。
function trimMessage1() {
  return 'trim';
}

// 这是一个使用匿名内联函数的示例
function trimMessage2() {
    return function($text) {
        return trim($text);
    };
}

// 返回'trim'函数
$trim1 = trimMessage1(); 

// 使用我们的字符串进行修剪并调用它
echo $trim1('  hello world  ');

// 返回内部调用'trim'的匿名函数
$trim2 = trimMessage1(); 

// 使用我们的字符串进行修剪并再次调用它
echo $trim2('  hello world  ');

array_filter和array_map是您會在許多代碼項目中找到的兩個非常流行的高階函數。另一個您可能會使用的函數是call_user_func，它接收一個函數和一個參數列表，並調用該函數。這本質上是一個自定義的高階函數。它的全部目的是調用用戶定義的其他函數：

$arrayOfNums = [1,2,3,4,5];

// array_map：使用内联匿名函数的示例
$doubledNums = array_map(function($num) {
  return $num * 2;
}, $arrayOfNums);

var_dump($doubledNums); // 输出包含 [2, 4, 6, 8, 10] 的数组

如何創建您自己的高階函數

我們已經展示了高階函數在PHP中如何工作的許多示例，並且我們已經創建了一些自定義函數來演示它們的各種用途。但是，讓我們用一個名為calc()的新函數來進一步展示其靈活性。此函數將接收兩個參數和一個函數，該函數將對這兩個參數進行操作以給我們一個結果：

$arrayOfNums = [1,2,3,4,5];

// 创建函数并将其提供给高阶函数array_filter()的示例
function isEven($num) {
  return ($num % 2) === 0;
}

// array_filter是一个高阶函数
$evenNums = array_filter($arrayOfNums, 'isEven');

var_dump($evenNums); // 输出包含 [2, 4] 的数组

請注意，我們的calc()函數的編寫非常通用，可以接收一組其他函數並使用參數$n1和$n2調用它們。在這種情況下，我們的計算函數並不關心它接收的函數做了什麼。它只是將參數傳遞給函數並返回結果。

但是等等：我們的老闆剛剛要求我們在現有系統中添加一個函數來將兩個字符串加在一起。但是連接字符串不是您典型的數學運算。但是，使用我們這裡的設置，我們只需要添加字符串連接並將其通過calc()傳遞：

function printCustomMessage($message) {
  echo "$message";
}

call_user_func('printCustomMessage', '通过使用call_user_func调用自定义消息！');

雖然此示例非常牽強，但它演示了您如何在大型項目中使用此概念。也許高階函數決定瞭如何處理事件。也許，根據觸發的事件，您可以通過您傳入的處理程序函數將其路由。可能性是無限的。

與具有高階函數的其他語言的比較

讓我們以Python中的一個簡單裝飾器為例，並將其與JavaScript進行比較，然後將其與PHP進行比較。這樣，如果您了解Python或JS，您可以看到它是等效的。

與Python和JavaScript的並排比較

function add($a, $b) {
  return $a + $b;
}

function subtract($a, $b) {
  return $a - $b;
}

function multiply($a, $b) {
  return $a * $b;
}

// 传递$n1和$n2的高阶函数
function calc($n1, $n2, $math_func) {
  return $math_func($n1, $n2);
}

$addedNums = calc(1, 5, 'add');
$subtractedNums = calc(1, 5, 'subtract');
$multipliedNums = calc(1, 5, 'multiply');

// 输出 6
echo "相加的数字：$addedNums\n";

// 输出 -4
echo "相减的数字：$subtractedNums\n";

// 输出 5
echo "相乘的数字：$multipliedNums\n";

現在讓我們看看如何在JavaScript高階函數中實現這一點：

function addTwoStrings($a, $b) {
  return $a . " " . $b;
}

// 输出 "Hello World!"
$concatenatedStrings = calc('Hello', 'World!', 'addTwoStrings');

最後，讓我們將其與PHP進行比較：

def say_message(func):
    def wrapper():
        print('调用函数之前打印')
        func()
        print('调用函数之后打印')
    return wrapper

def say_hello_world():
    print("Hello World!")

# 将我们的hello world函数传递给say_message函数。
# 它返回一个函数，然后我们可以调用它
# 注意：这一行可以用say_hello_world方法上的@say_message（派语法）代替
say_hello_world = say_message(say_hello_world)

# 调用创建的函数
say_hello_world()

# 输出...
# 调用函数之前打印
# Hello World!
# 调用函数之后打印

從並排比較中可以看出，PHP版本與JavaScript語法非常相似。但是，如果您了解一些Python和裝飾器知識，您可以看到如何將裝飾器轉換為另外兩種編程語言之一。

關於Lambda/匿名函數的簡短說明

在使用高階函數時，您經常會看到內聯匿名函數（也稱為lambda）的使用。在上面我們看到的示例中，我已經使用了這種格式。除此之外，我還使用了首先定義函數然後將其傳遞給高階函數的更明確的版本。這是為了讓您習慣看到這兩個版本。大多數情況下，您會在大量使用高階函數的框架中看到內聯lambda版本。不要讓這種格式嚇倒您。它們只是在沒有名稱的情況下創建一個簡單的函數，並將其用於您提供獨立函數名稱的位置。

結論

在本文中，我們介紹了使函數成為高階函數的基本定義。任何接受函數或返回函數（或兩者兼而有之）的函數都可以被認為是高階函數。我們還討論了您可能想要創建這些類型的函數的原因以及它們的優勢。

然後，我們展示了PHP中現有高階函數的一些示例，例如array_map和array_filter，然後繼續創建我們自己的名為calc()的高階函數，該函數接受幾個輸入函數並對幾個參數進行操作。然後，我們進行了並排比較，展示了PHP的解決方案與Python裝飾器和JavaScript實現相比如何。我希望您能更多地了解高階函數以及您可能需要在下一個大型解決方案中考慮它們的原因。它們可以提供許多優勢並減少可能冗餘的樣板代碼。

如果您想了解有關PHP中函數式編程的更多信息，可以參考我們的教程。

感謝您的閱讀！

PHP中高階函數的常見問題解答 (FAQs)

PHP中高階函數的重要性是什麼？

PHP中的高階函數是函數式編程中的一個基本概念。它們是可以對其他函數進行操作的函數，方法是將它們作為參數或將它們作為結果返回。這允許更抽象和簡潔的代碼，從而提高可讀性和可維護性。高階函數可以幫助減少代碼重複和復雜性，使您的代碼更高效且更易於調試。

PHP中高階函數與普通函數有何不同？

PHP中的普通函數執行特定任務並返回結果。另一方面，高階函數可以將一個或多個函數作為參數，將函數作為結果返回，或者同時具備這兩個特性。這允許在代碼中實現更大的靈活性和抽象性，使您可以用更少的代碼創建更複雜的功能。

您能否提供PHP中高階函數的示例？

當然，讓我們考慮PHP中的array_map函數，它是一個高階函數。它將回調函數和數組作為參數，將回調函數應用於數組的每個元素，並返回一個包含結果的新數組。

// 我们将传递给高阶函数的简单用户定义函数
function echoHelloWorld() {
  echo "Hello World!";
}

// 接受函数作为输入并调用它的高阶函数
function higherOrderFunction(callable $func) {
  $func();
}

// 调用我们的高阶函数并传入我们的echoHelloWorld()函数。
// 请注意，我们只将名称作为字符串传递，没有括号。
// 这将输出 "Hello World!"
higherOrderFunction('echoHelloWorld'); 

使用PHP中高階函數的好處是什麼？

PHP中的高階函數提供多種好處。它們允許更抽象和簡潔的代碼，這可以提高可讀性和可維護性。它們還可以幫助減少代碼重複和復雜性，使您的代碼更高效且更易於調試。此外，高階函數可以促進代碼重用，因為您可以將不同的函數傳遞給高階函數以實現不同的行為。

使用PHP中高階函數有什麼缺點嗎？

雖然高階函數提供了許多好處，但它們也可能有一些缺點。它們有時會導致代碼難以理解和調試，尤其對於不熟悉函數式編程概念的開發人員而言。此外，使用高階函數有時會導致性能開銷，因為它們通常涉及創建和調用其他函數。

如何在PHP中創建我自己的高階函數？

在PHP中創建您自己的高階函數，需要定義一個函數，該函數可以接受一個或多個函數作為參數，將函數作為結果返回，或者同時具備這兩個特性。這是一個簡單的示例，它將函數作為參數並將其應用於值的簡單高階函數：

// 返回PHP中名为trim()的现有函数。注意它是一个简单的字符串，没有括号。
function trimMessage1() {
  return 'trim';
}

// 这是一个使用匿名内联函数的示例
function trimMessage2() {
    return function($text) {
        return trim($text);
    };
}

// 返回'trim'函数
$trim1 = trimMessage1(); 

// 使用我们的字符串进行修剪并调用它
echo $trim1('  hello world  ');

// 返回内部调用'trim'的匿名函数
$trim2 = trimMessage1(); 

// 使用我们的字符串进行修剪并再次调用它
echo $trim2('  hello world  ');

PHP中的高階函數可以返回多個函數嗎？

是的，PHP中的高階函數可以返回多個函數。這通常通過返回函數數組來完成。但是，請記住，每個返回的函數都有其自己的作用域，並且不會與其他返回的函數共享變量。

PHP中的高階函數可以接受來自不同作用域的函數嗎？

是的，PHP中的高階函數可以接受來自不同作用域的函數。這是因為PHP支持一等函數，這意味著函數可以作為參數傳遞給其他函數，由其他函數返回，並分配給變量。

PHP中的高階函數與閉包有何關係？

PHP中的閉包是一種匿名函數，可以捕獲周圍作用域中的變量。它們通常與高階函數一起使用，因為它們允許創建訪問比其參數更多數據的函數。這對於創建更靈活和可重用的代碼非常有用。

PHP中是否有任何內置的高階函數？

是的，PHP提供了一些內置的高階函數。一些示例包括array_map、array_filter和array_reduce。這些函數將回調函數作為參數，並以各種方式將其應用於數組的元素。

以上是PHP中的功能編程：高階功能的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！