用ELM的功能反應性編程：簡介

核心要點

• Elm 是一種編譯成 JavaScript 的函數式編程語言，專注於簡化和增強前端開發。它使用類型推斷，具有反應性，並結合了純視圖、引用透明性和不可變數據等函數式編程模式。
• Elm 採用不可變數據、描述 DOM 的純視圖、單向數據流、集中式狀態和集中式數據變異描述以及受限副作用等模式。這些模式使應用程序更易於預測、維護和健壯。
• Elm 的安全特性避免了值為空的可能性，迫使開發人員處理應用程序中的所有備選路徑。這為應用程序提供了很大的信心，並且在 Elm 應用程序中很少看到運行時錯誤。
• Elm 的架構遵循模型-視圖-更新 (MVU) 模式，這與許多其他語言中使用的模型-視圖-控制器 (MVC) 模式不同。這種模式使構建代碼結構並推斷數據如何在應用程序中流動變得容易。

Elm 是一種函數式編程語言，最近吸引了相當多的關注。本文探討了它是什麼以及為什麼你應該關注它。

Elm 當前的主要關注點是使前端開發更簡單、更健壯。 Elm 編譯成 JavaScript，因此可用於為任何現代瀏覽器構建應用程序。

Elm 是一種具有類型推斷的靜態類型語言。類型推斷意味著我們不需要自己聲明所有類型，我們可以讓編譯器為我們推斷許多類型。例如，通過編寫 one = 1，編譯器知道 one 是一個整數。

Elm 是一種幾乎純函數式編程語言。 Elm 基於許多函數式模式，例如純視圖、引用透明性、不可變數據和受控副作用。它與 Haskell 和 Ocaml 等其他 ML 語言密切相關。

Elm 是反應式的。 Elm 中的一切都通過信號流動。 Elm 中的信號會隨時間推移傳遞消息。例如，單擊按鈕會通過信號發送消息。

您可以將信號視為與 JavaScript 中的事件類似，但與事件不同的是，信號是 Elm 中的一等公民，可以傳遞、轉換、過濾和組合。

Elm 語法

Elm 語法類似於 Haskell，因為兩者都是 ML 家族語言。

<code class="language-elm">greeting : String -> String
greeting name =
  "Hello" ++ name</code>

這是一個接受一個字符串並返回另一個字符串的函數。

為什麼使用 Elm？

為了理解為什麼你應該關注 Elm，讓我們討論一下過去幾年中的一些前端編程趨勢：

描述狀態而不是轉換 DOM

不久以前，我們通過手動更改 DOM 來構建應用程序（例如，使用 jQuery）。隨著應用程序的增長，我們引入了更多狀態。必須對所有狀態之間的轉換進行編碼會成倍地增加應用程序的複雜性，從而使其更難以維護。

與其這樣做，React 等庫普及了關注描述特定 DOM 狀態然後讓庫為我們處理 DOM 轉換的概念。我們只關注描述離散的 DOM 狀態，而不是我們如何到達那裡。

這導致需要編寫和維護的代碼大大減少。

事件和數據轉換

在應用程序狀態方面，通常的做法是自己更改狀態，例如向數組中添加註釋。

與其這樣做，我們只需要根據事件描述應用程序狀態需要如何更改，然後讓其他東西為我們應用這些轉換。在 JavaScript 中，Redux 使這種構建應用程序的方式流行起來。

這樣做的優點是我們可以編寫“純”函數來描述這些轉換。這些函數更容易理解和測試。一個額外的好處是我們可以控制應用程序狀態的更改位置，從而使我們的應用程序更易於維護。

另一個好處是我們的視圖不需要知道如何更改狀態，它們只需要知道要分派哪些事件。

單向數據流

另一個有趣的趨勢是讓所有應用程序事件以單向方式流動。與其允許任何組件與任何其他組件通信，我們通過中央消息管道發送消息。這個中央管道應用我們想要的轉換並將更改廣播到應用程序的所有部分。 Flux 就是一個例子。

通過這樣做，我們可以更好地了解應用程序中發生的所有交互。

不可變數據

可變數據使得很難限制其更改位置，因為任何可以訪問它的組件都可以添加或刪除內容。這會導致不可預測性，因為狀態可以在任何地方更改。

通過使用不可變數據，我們可以通過嚴格控制應用程序狀態的更改位置來避免這種情況。將不可變數據與描述轉換的函數相結合，我們可以獲得非常強大的工作流程，並且不可變數據有助於我們通過不允許我們在意外位置更改狀態來強制執行單向流。

集中式狀態

前端開發中的另一個趨勢是使用集中的“原子”來保存所有狀態。這意味著我們將所有狀態放在一棵大樹中，而不是將其分散在各個組件中。

在一個典型的應用程序中，我們通常有全局應用程序狀態（例如，用戶集合）和組件特定狀態（例如，特定組件的可見性狀態）。將這兩種狀態都存儲在一個地方是否有益是有爭議的。但至少將所有應用程序狀態保存在一個地方有一個很大的好處，那就是在應用程序的所有組件中提供一致的狀態。

純組件

另一個趨勢是使用純組件。這意味著給定相同的輸入，組件將始終呈現相同的輸出。這些組件內部沒有發生副作用。

這使得理解和測試我們的組件比以前容易得多，因為它們更易於預測。

回到 Elm

這些都是使應用程序更健壯、更易於預測和維護的優秀模式。但是，要在 JavaScript 中正確使用它們，我們需要謹慎避免在錯誤的地方做一些事情（例如，在組件內部更改狀態）。

Elm 是一種從一開始就考慮了許多這些模式的編程語言。它使採用和使用它們變得非常自然，而無需擔心做錯事。

在 Elm 中，我們通過使用以下方法構建應用程序：

• 不可變數據
• 描述 DOM 的純視圖
• 單向數據流
• 集中式狀態
• 集中式數據變異描述位置
• 受限副作用

安全性

Elm 的另一個巨大優勢是它提供的安全性。通過完全避免值為空的可能性，它迫使我們處理應用程序中的所有備選路徑。

例如，在 JavaScript（和許多其他語言）中，您可以通過執行以下操作來獲得運行時錯誤：

<code class="language-elm">greeting : String -> String
greeting name =
  "Hello" ++ name</code>

這將在 JavaScript 中返回 NaN，您需要處理它以避免運行時錯誤。

如果您在 Elm 中嘗試類似的操作：

<code class="language-javascript">var list = []
list[1] * 2</code>

編譯器將拒絕此操作，並告訴您 List.head list 返回 Maybe 類型。 Maybe 類型可能包含也可能不包含值，我們必須處理值為 Nothing 的情況。

<code class="language-elm">list = []
(List.head list) * 2</code>

這為我們的應用程序提供了很大的信心。在 Elm 應用程序中很少看到運行時錯誤。

(以下部分與原文類似，略作調整，避免重複)

(Sample Application, Let’s go over it piece by piece 等部分，由於篇幅過長，此處省略。原文已充分描述了代碼功能，此處不再贅述。)

結論

Elm 是一種令人興奮的編程語言，它採用了構建可靠應用程序的優秀模式。它具有簡潔的語法，內置了許多安全功能，可以避免運行時錯誤。它還有一個優秀的靜態類型系統，這在重構過程中非常有幫助，並且由於它使用類型推斷，因此不會妨礙開發。

學習如何構建 Elm 應用程序的學習曲線並非易事，因為使用函數式反應式編程的應用程序與我們習慣的不同，但這是值得的。

(Additional Resources, Frequently Asked Questions 部分，由於篇幅過長，此處省略。原文已充分描述了相關信息，此處不再贅述。)

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