函数式编程(js学习内容整合)

什么是函数式编程

函数式编程(英语:functional programming),又称泛函编程,是一种编程范式,它将电脑运算视为数学上的函数计算,并且避免使用程序状态以及易变对象。

纯函数(函数式编程的基石,无副作用的函数)

对于输入x产生一个唯一输出y=f(x)
1.此函数在相同的输入值时,总是产生相同的输出。函数的输出和当前运行环境的上下文状态无关。
2.此函数运行过程不影响运行环境,也就是无副作用(如触发事件、发起http请求、打印/log等)。

特点

1.函数是"第一等公民"
函数与其他数据类型一样,处于平等地位,可以赋值给其他变量,也可以作为参数,传入另一个函数,或者作为别的函数的返回值。

const print = function(text) {
 console.log(text)
}
[1,3,4].forEach(print)
  1. 只用"表达式",不用"语句"
  2. 没有"副作用"
    函数内部与外部互动(最典型的情况,就是修改全局变量的值),产生运算以外的其他结果。
  3. 不修改状态
    函数式编程只是返回新的值,不修改系统变量。
const arr = new Array(6)
arr[0] = "George"
arr[1] = "John"
arr.slice(1,0)
console.log(arr) // ["George,John"]
arr.splice(1,1)
console.log(arr) // ["George"]
  1. 引用透明
    函数的运行不依赖于外部变量或"状态",只依赖于输入的参数,任何时候只要参数相同,引用函数所得到的返回值总是相同的。
    以下为一个非纯函数:
let minimum = 21;
const checkAge = function(age) {
  return age >= minimum;
};

如何将其变为一个纯函数?
函数依赖外部变量minimum,将minimun放入函数中引用

const checkAge =(age)=> {
  let minimum = 21;
  return age >= minimum;
};

以上为一个纯函数,但是可以看到这样一来,checkAge函数的minimum只能判断最小值大于21的情况,限制了函数的扩展性。
将函数变形如下:

const checkAge = (age, minimum)=> {
  return age  >=  minimum;
};

如此一来,checkAge又有了扩展性,但是输入不再是单一输入,那么久不再是一个纯函数。那么如何将这个函数进一步变成纯函数?下面介绍柯理化

函数柯里化

柯里化(curry)的概念:将一个低阶函数转换为高阶函数的过程就叫柯里化。
高阶函数:高阶函数是对其他函数进行操作的函数,可以将它们作为参数或返回它们。 简单来说,高阶函数是一个函数,它接收函数作为参数或将函数作为输出返回。
高阶函数的例子:

const arr= [1,2,3]
const arr2 = []
for(let i=0;i<arr.length;i++){
  arr2.push(arr[i] * 2)
}
arr2 //[2,4,6]
const arr= [1,2,3]
const arr2 = arr.map(item => item * 2)

checkAge函数柯理化:将checkAge函数变为高阶函数

const checkAge = (age, min)=> {
  return age  >=  min;
};
const checkAge = (age)=> {
  return (min)=>{
    return age  >=  min
  }
};
//--es6简写
const checkAge = age => (min => age  >= min)

checkAge(age)(min)  

声明式和命令式代码

命令式代码:命令“机器”如何去做事情(how),这样不管你想要的是什么(what),它都会按照你的命令实现。
声明式代码:告诉“机器”你想要的是什么(what),让机器想出如何去做(how)。
继续以上面的高阶函数举例:

//命令式
const arr= [1,2,3]
const arr2 = []
for(let i=0;i<arr.length;i++){
  arr2.push(arr[i] * 2)
}
arr2 //[2,4,6]
//声明式
const arr= [1,2,3]
const arr2 = arr.map(item => item * 2)

声明式编程必须将要实现一个方法的每一步如何做的都声明写下。
函数式编程的一个明显的好处就是这种声明式的代码,对于无副作用的纯函数,我们完全可以不考虑函数内部是如何实现的,专注于编写业务代码。优化代码时,目光只需要集中在这些稳定坚固的函数内部即可。

范畴

"范畴"是满足某种变形关系的所有对象,变形关系=函数,所有对象=集合
集合 + 函数
定义一个简单范畴:

class Category {
  constructor(val) { 
    this.val = val; 
  }
  addOne(f) {
    return new Category(this.val + 1);
  }
}

Category是一个类里面包含一个值,addOne为变形关系,此范畴为所有个体值相差1的数字。

函子

函子首先是一种范畴。
变形关系-函数:不仅可以用于同一个范畴之中值的转换,还可以用于将一个范畴转成另一个范畴。
函子是函数式编程里面最重要的数据类型,也是基本的运算单位和功能单位。


image.png

左侧为一个人名的范畴,通过内部函数最爱的食物,转换成新的食物范畴。左侧就是函子。
任何具有map方法的数据结构,都可以当作函子的实现。

class Functor {
  constructor(val) { 
    this.val = val; 
  }

  map(f) {
    return new Functor(f(this.val));
  }
}

Functor即是函子,map为函子内部函数,他接受f函数作为参数,返回一个新的函子。
一般约定,函子的标志就是容器具有map方法。该方法将容器里面的每一个值,映射到另一个容器。

(new Functor(2)).map(function (two) {
  return two + 2;
});

函数式编程里面的运算,都是通过函子完成,即运算不直接针对值,而是针对这个值的容器----函子。学习函数式编程,实际上就是学习函子的各种运算。

定义一个functor

通过上面的学习,将函数式编程带入项目中,通过定义函子进行运算。以下为个人举例:

//定义一个Criterion的函子
export class Criterion {
  public criterion: CriterionItem[];

  constructor(criterion) {
    this.criterion = criterion;
  }

  public static of(criterion) {
    return new Criterion(criterion)
  }

  public get() {
    return this.criterion
  }

  public map(fn) {
    return new Criterion(this.criterion.map(fn))
  }

  public addOne() {
    const newCriterion = this.criterion.concat()
    newCriterion.push(new CriterionItem())
    return new Criterion(newCriterion)
  }
}

of

Criterion函子中,of函数为函子键入唯一值,他不仅仅是用来省略new关键字的,同时也是一种模式,这种模式叫pointed functor,Array在es2015中也加入Array.of(),使arrays成为一个pointed functor.

通过如上代码实现了一个简单的函子,并通过其中的变形关系对函子进行计算,以实现声明式编程的。

criterionor.of(criterion).addOne().map(fun).get()
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