干净的代码：JavaScript 不变性、核心概念和工具

什么是变异？

变异是指直接修改已存在的值。在 JavaScript 中，对象和数组默认情况下可以更改（变异）：

<code class="language-javascript">// 变异示例
const user = { name: 'Alice' };
user.name = 'Bob';           // 变异对象属性

const numbers = [1, 2, 3];
numbers.push(4);             // 变异数组
numbers[0] = 0;              // 变异数组元素</code>

这些变异可能会产生难以发现的错误，尤其是在大型应用程序中。

为什么应该避免变异？

让我们来看一个简单的例子：

<code class="language-javascript">// 使用变异的代码
const cart = {
  items: [],
  total: 0
};

function addProduct(cart, product) {
  cart.items.push(product);
  cart.total += product.price;
}

// 使用示例
const myCart = cart;
addProduct(myCart, { id: 1, name: "Laptop", price: 999 });
// 直接更改 myCart
console.log(cart === myCart); // true，两个变量指向同一个对象</code>

变异的问题：

1. 共享引用：代码的不同部分可以更改同一个对象，而其他部分并不知情。
2. 副作用：更改会影响使用同一个对象的其它函数。
3. 难以调试：无法追踪代码的哪个部分更改了对象。
4. 复杂的测试：变异使单元测试更难编写。

解决方案：不变性编程

不变性方法为每次更改创建一个新的对象副本：

<code class="language-javascript">// 不变性代码
function addProduct(cart, product) {
  // 创建一个新对象，而不更改原始对象
  return {
    items: [...cart.items, product],
    total: cart.total + product.price
  };
}

// 使用示例
const initialCart = { items: [], total: 0 };
const newCart = addProduct(initialCart, { id: 1, name: "Laptop", price: 999 });

console.log(initialCart); // { items: [], total: 0 }
console.log(newCart);     // { items: [{...}], total: 999 }
console.log(initialCart === newCart); // false，它们是不同的对象</code>

这种方法的好处：

1. 可预测性：每个函数返回一个新的状态，没有隐藏的副作用。
2. 更改跟踪：每次更改都会创建一个新的对象，可以对其进行跟踪。
3. 易于测试：函数是纯函数，更容易测试。
4. 更好的调试：可以比较更改前后的状态。

现代不变性工具

Immer：简单的编写风格

Immer 允许您编写看起来像普通 JavaScript 代码的代码，但会产生不变的结果：

<code class="language-javascript">import produce from 'immer';

const initialCart = {
  items: [],
  total: 0,
  customer: {
    name: 'Alice',
    preferences: {
      notifications: true
    }
  }
};

// 不使用 Immer（冗长的方法）
const updatedCart = {
  ...initialCart,
  items: [...initialCart.items, { id: 1, name: "Laptop", price: 999 }],
  total: initialCart.total + 999,
  customer: {
    ...initialCart.customer,
    preferences: {
      ...initialCart.customer.preferences,
      notifications: false
    }
  }
};

// 使用 Immer（简单的方法）
const updatedCartImmer = produce(initialCart, draft => {
  draft.items.push({ id: 1, name: "Laptop", price: 999 });
  draft.total += 999;
  draft.customer.preferences.notifications = false;
});</code>

Immer 的好处：

• 熟悉的语法：像平时一样编写代码。
• 无需学习新的 API：使用常规的 JavaScript 对象和数组。
• 快速：只复制更改的部分。
• 自动更改检测：跟踪更改，仅在需要时创建新的引用。
• 与 TypeScript 配合良好：保留所有类型信息。

Immutable.js：高效的数据结构

Immutable.js 提供了专为不变性设计的数据结构：

<code class="language-javascript">import { Map, List } from 'immutable';

// 创建不变的数据结构
const cartState = Map({
  items: List([]),
  total: 0
});

// 添加一个项目
const newCart = cartState
  .updateIn(
    ['items'],
    items => items.push(Map({
      id: 1,
      name: "Laptop",
      price: 999
    }))
  )
  .update('total', total => total + 999);

// Immutable.js 方法始终返回新实例
console.log(cartState.getIn(['items']).size); // 0
console.log(newCart.getIn(['items']).size);   // 1

// 轻松比较
console.log(cartState.equals(newCart)); // false

// 转换回常规 JavaScript
const cartJS = newCart.toJS();</code>

Immutable.js 的好处：

• 使用不变的数据结构速度快。
• 用于处理数据的丰富 API。
• 内存高效的数据共享。
• 使用 equals() 进行轻松的相等性检查。
• 防止意外更改。

ESLint 的不变性配置

ESLint 可以通过特定的规则帮助强制执行不变的编码实践：

<code class="language-javascript">// .eslintrc.js
module.exports = {
  plugins: ['functional'],
  rules: {
    'functional/immutable-data': 'error',
    'functional/no-let': 'error',
    'functional/prefer-readonly-type': 'error'
  }
};</code>

这些规则将：

• 防止直接数据变异。
• 鼓励使用 const 而不是 let。
• 建议在 TypeScript 中使用 readonly 类型。

TypeScript 和不变性

TypeScript 通过其类型系统帮助强制执行不变性：

<code class="language-typescript">// 购物车的不变类型
type Product = {
  readonly id: number;
  readonly name: string;
  readonly price: number;
};

type Cart = {
  readonly items: ReadonlyArray<Product>;
  readonly total: number;
};

// TypeScript 防止变异
const cart: Cart = {
  items: [],
  total: 0
};

// 编译错误：items 是只读的
cart.items.push({ id: 1, name: "Laptop", price: 999 });

// 函数必须创建一个新的购物车
function addProduct(cart: Cart, product: Product): Cart {
  return {
    items: [...cart.items, product],
    total: cart.total + product.price
  };
}

// TypeScript 确保原始对象不会更改
const newCart = addProduct(cart, { id: 1, name: "Laptop", price: 999 });</code>

TypeScript 的只读修饰符：

• readonly：防止属性更改。
• ReadonlyArray：防止数组更改。
• Readonly：使所有属性都变为只读。

这些类型在编译时会进行检查，有助于尽早发现错误。

结论

不变性使您的代码更易于预测和维护。虽然需要一些时间来适应，但其在可靠性和可维护性方面的优势是值得的。

以上是干净的代码：JavaScript 不变性、核心概念和工具的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！