JavaScript中函数式编程是什么？函数式编程的介绍
2020-07-16 09:03:44 来源：易采站长站 作者：
是个程序员都知道函数，但是有些人不一定清楚函数式编程的概念。
应用的迭代使程序变得越来越复杂，那么程序员很有必要创造一个结构良好、可读性好、重用性高和可维护性高的代码。
函数式编程就是一个良好的代码方式，但是这不代表函数式编程是必须的。你的项目没用到函数式编程，不代表项目不好。
什么是函数式编程（FP）？
函数式编程关心数据的映射，命令式编程关心解决问题的步骤。函数式编程的对立面就是命令式编程。
函数式编程语言中的变量也不是命令式编程语言中的变量，即存储状态的单元，而是代数中的变量，即一个值的名称。 变量的值是不可变的（immutable），也就是说不允许像命令式编程语言中那样多次给一个变量赋值。函数式编程只是一个概念（一致编码方式），并没有严格的定义。本人根据网上的知识点，简单的总结一下函数式编程的定义（本人总结，或许有人会不同意这个观点）。
函数式编程就是纯函数的应用，然后把不同的逻辑分离为许多独立功能的纯函数（模块化思想），然后再整合在一起，变成复杂的功能。
什么是纯函数？
一个函数如果输入确定，那么输出结果是唯一确定的，并且没有副作用，那么它就是纯函数。一般符合上面提到的两点就算纯函数：
相同的输入必定产生相同的输出
在计算的过程中，不会产生副作用
那怎么理解副作用呢？
简单的说就是变量的值不可变，包括函数外部变量和函数内部变量。
所谓副作用，指的是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。这里说明一下不可变，不可变指的是我们不能改变原来的变量值。或者原来变量值的改变，不能影响到返回结果。不是变量值本来就是不可变。
纯函数特性对比例子
上面的理论描述对于刚接触这个概念的程序员，或许不好理解。下面会通过纯函数的特点一一举例说明。
输入相同返回值相同
纯函数
function test(pi) { // 只要 pi 确定，返回结果就一定确定。 return pi + 2;}test(3);非纯函数
function test(pi) { // 随机数返回值不确定 return pi + Math.random();}test(3);返回值不受外部变量的影响
非纯函数，返回值会被其他变量影响（说明有副作用），返回值不确定。
let a = 2;function test(pi) { // a 的值可能中途被修改 return pi + a;}a = 3;test(3);非纯函数，返回值受到对象 getter 的影响，返回结果不确定。
const obj = Object.create( {}, { bar: { get: function() { return Math.random(); }, }, });function test(obj) { // obj.a 的值是随机数 return obj.a;}test(obj);纯函数，参数唯一，返回值确定。
function test(pi) { // 只要 pi 确定，返回结果就一定确定。 return pi + 2;}test(3);输入值是不可以被改变的
非纯函数，这个函数已经改变了外面 personInfo 的值了（产生了副作用）。
const personInfo = { firstName: 'shannan', lastName: 'xian' };function revereName(p) { p.lastName = p.lastName .split('') .reverse() .join(''); p.firstName = p.firstName .split('') .reverse() .join(''); return `${p.firstName} ${p.lastName}`;}revereName(personInfo);console.log(personInfo);// 输出 { firstName: 'nannahs',lastName: 'naix' }// personInfo 被修改了纯函数，这个函数不影响外部任意的变量。
const personInfo = { firstName: 'shannan', lastName: 'xian' };function reverseName(p) { const lastName = p.lastName .split('') .reverse() .join(''); const firstName = p.firstName .split('') .reverse() .join(''); return `${firstName} ${lastName}`;}revereName(personInfo);console.log(personInfo);// 输出 { firstName: 'shannan',lastName: 'xian' }// personInfo 还是原值那么你们是不是有疑问，personInfo 对象是引用类型，异步操作的时候，中途改变了 personInfo，那么输出结果那就可能不确定了。
如果函数存在异步操作，的确有存在这个问题，的确应该确保 personInfo 不能被外部再次改变（可以通过深度拷贝）。
但是，这个简单的函数里面并没有异步操作，reverseName 函数运行的那一刻 p 的值已经是确定的了，直到返回结果。
下面的异步操作才需要确保 personInfo 中途不会被改变：
async function reverseName(p) { await new Promise(resolve => { setTimeout(() => { resolve(); }, 1000); }); const lastName = p.lastName .split('') .reverse() .join(''); const firstName = p.firstName .split('') .reverse() .join(''); return `${firstName} ${lastName}`;}const personInfo = { firstName: 'shannan', lastName: 'xian' };async function run() { const newName = await reverseName(personInfo); console.log(newName);}run();personInfo.firstName = 'test';// 输出为 tset naix，因为异步操作的中途 firstName 被改变了修改成下面的方式就可以确保 personInfo 中途的修改不影响异步操作：
// 这个才是纯函数async function reverseName(p) { // 浅层拷贝，这个对象并不复杂 const newP = { ...p }; await new Promise(resolve => { setTimeout(() => { resolve(); }, 1000); }); const lastName = newP.lastName .split('') .reverse() .join(''); const firstName = newP.firstName .split('') .reverse() .join(''); return `${firstName} ${lastName}`;}const personInfo = { firstName: 'shannan', lastName: 'xian' };// run 不是纯函数async function run() { const newName = await reverseName(personInfo); console.log(newName);}// 当然小先运行 run，然后再去改 personInfo 对象。run();personInfo.firstName = 'test';// 输出为 nannahs naix这个还是有个缺点，就是外部 personInfo 对象还是会被改到，但不影响之前已经运行的 run 函数。如果再次运行 run 函数，输入都变了，输出当然也变了。
参数和返回值可以是任意类型
那么返回函数也是可以的。
function addX(y) { return function(x) { return x + y; };}尽量只做一件事
当然这个要看实际应用场景，这里举个简单例子。
两件事一起做（不太好的做法）：
function getFilteredTasks(tasks) { let filteredTasks = []; for (let i = 0; i < tasks.length; i++) { let task = tasks[i]; if (task.type === 'RE' && !task.completed) { filteredTasks.push({ ...task, userName: task.user.name }); } } return filteredTasks;}const filteredTasks = getFilteredTasks(tasks);getFilteredTasks 也是纯函数，但是下面的纯函数更好。
两件事分开做（推荐的做法）：
function isPriorityTask(task) { return task.type === 'RE' && !task.completed;}function toTaskView(task) { return { ...task, userName: task.user.name };}let filteredTasks = tasks.filter(isPriorityTask).map(toTaskView);isPriorityTask 和 toTaskView 就是纯函数，而且都只做了一件事，也可以单独反复使用。
结果可缓存
根据纯函数的定义，只要输入确定，那么输出结果就一定确定。我们就可以针对纯函数返回结果进行缓存（缓存代理设计模式）。
const personInfo = { firstName: 'shannan', lastName: 'xian' };function reverseName(firstName, lastName) { const newLastName = lastName .split('') .reverse() .join(''); const newFirstName = firstName .split('') .reverse() .join(''); console.log('在 proxyReverseName 中，相同的输入，我只运行了一次'); return `${newFirstName} ${newLastName}`;}const proxyReverseName = (function() { const cache = {}; return (firstName, lastName) => { const name = firstName + lastName; if (!cache[name]) { cache[name] = reverseName(firstName, lastName); } return cache[name]; };})();函数式编程有什么优点？
实施函数式编程的思想，我们应该尽量让我们的函数有以下的优点：
更容易理解
更容易重复使用
更容易测试
更容易维护
更容易重构
更容易优化
更容易推理
函数式编程有什么缺点？
性能可能相对来说较差
函数式编程可能会牺牲时间复杂度来换取了可读性和维护性。但是呢，这个对用户来说这个性能十分微小，有些场景甚至可忽略不计。前端一般场景不存在非常大的数据量计算，所以你尽可放心的使用函数式编程。看下上面提到个的例子（数据量要稍微大一点才好对比）：
首先我们先赋值 10 万条数据：
const tasks = [];for (let i = 0; i < 100000; i++) { tasks.push({ user: { name: 'one', }, type: 'RE', }); tasks.push({ user: { name: 'two', }, type: '', });}两件事一起做，代码可读性不够好，理论上时间复杂度为 o(n)，不考虑 push 的复杂度。
(function() { function getFilteredTasks(tasks) { let filteredTasks = []; for (let i = 0; i < tasks.length; i++) { let task = tasks[i]; if (task.type === 'RE' && !task.completed) { filteredTasks.push({ ...task, userName: task.user.name }); } } return filteredTasks; } const timeConsumings = []; for (let k = 0; k < 100; k++) { const beginTime = +new Date(); getFilteredTasks(tasks); const endTime = +new Date(); timeConsumings.push(endTime - beginTime); } const averageTimeConsuming = timeConsumings.reduce((all, current) => { return all + current; }) / timeConsumings.length; console.log(`第一种风格平均耗时：${averageTimeConsuming} 毫秒`);})();两件事分开做，代码可读性相对好，理论上时间复杂度接近 o(2n)
(function() { function isPriorityTask(task) { return task.type === 'RE' && !task.completed; } function toTaskView(task) { return { ...task, userName: task.user.name }; } const timeConsumings = []; for (let k = 0; k < 100; k++) { const beginTime = +new Date(); tasks.filter(isPriorityTask).map(toTaskView); const endTime = +new Date(); timeConsumings.push(endTime - beginTime); } const averageTimeConsuming = timeConsumings.reduce((all, current) => { return all + current; }) / timeConsumings.length; console.log(`第二种风格平均耗时：${averageTimeConsuming} 毫秒`);})();上面的例子多次运行得出耗时平均值，在数据较少和较多的情况下，发现两者平均值并没有多大差别。10 万条数据，运行 100 次取耗时平均值，第二种风格平均多耗时 15 毫秒左右，相当于 10 万条数据多耗时 1.5 秒，1 万条数多据耗时 150 毫秒（150 毫秒用户基本感知不到）。
虽然理论上时间复杂度多了一倍，但是在数据不庞大的情况下（会有个临界线的），这个性能相差其实并不大，完全可以牺牲浏览器用户的这点性能换取可读和可维护性。
很可能被过度使用过度使用反而是项目维护性变差。有些人可能写着写着，就变成别人看不懂的代码，自己觉得挺高大上的，但是你确定别人能快速的看懂不? 适当的使用才是合理的。
应用场景
概念是概念，实际应用却是五花八门，没有实际应用，记住了也是死记硬背。这里总结一些常用的函数式编程应用场景。
简单使用
有时候很多人都用到了函数式的编程思想（最简单的用法），但是没有意识到而已。下面的列子就是最简单的应用，这个不用怎么说明，根据上面的纯函数特点，都应该看的明白。
function sum(a, b) { return a + b;}立即执行的匿名函数
匿名函数经常用于隔离内外部变量（变量不可变）。
const personInfo = { firstName: 'shannan', lastName: 'xian' };function reverseName(firstName, lastName) { const newLastName = lastName .split('') .reverse() .join(''); const newFirstName = firstName .split('') .reverse() .join(''); console.log('在 proxyReverseName 中，相同的输入，我只运行了一次'); return `${newFirstName} ${newLastName}`;}// 匿名函数const proxyReverseName = (function() { const cache = {}; return (firstName, lastName) => { const name = firstName + lastName; if (!cache[name]) { cache[name] = reverseName(firstName, lastName); } return cache[name]; };})();JavaScript 的一些 API
如数组的 forEach、map、reduce、filter 等函数的思想就是函数式编程思想（返回新数组），我们并不需要使用 for 来处理。
const arr = [1, 2, '', false];const newArr = arr.filter(Boolean);// 相当于 const newArr = arr.filter(value => Boolean(value))
递归
递归也是一直常用的编程方式，可以代替 while 来处理一些逻辑，这样的可读性和上手度都比 while 简单。
如下二叉树所有节点求和例子：
const tree = { value: 0, left: { value: 1, left: { value: 3, }, }, right: { value: 2, right: { value: 4, }, },};while 的计算方式：
function sum(tree) { let sumValue = 0; // 使用列队方式处理，使用栈也可以，处理顺序不一样 const stack = [tree]; while (stack.length !== 0) { const currentTree = stack.shift(); sumValue += currentTree.value; if (currentTree.left) { stack.push(currentTree.left); } if (currentTree.right) { stack.push(currentTree.right); } } return sumValue;}递归的计算方式：
function sum(tree) { let sumValue = 0; if (tree && tree.value !== undefined) { sumValue += tree.value; if (tree.left) { sumValue += sum(tree.left); } if (tree.right) { sumValue += sum(tree.right); } } return sumValue;}递归会比 while 代码量少，而且可读性更好，更容易理解。
链式编程
如果接触过 jquery，我们最熟悉的莫过于 jq 的链式便利了。现在 ES6 的数组操作也支持链式操作：
const arr = [1, 2, '', false];const newArr = arr.filter(Boolean).map(String);// 输出 "1", "2"]
或者我们自定义链式，加减乘除的链式运算：
function createOperation() { let theLastValue = 0; const plusTwoArguments = (a, b) => a + b; const multiplyTwoArguments = (a, b) => a * b; return { plus(...args) { theLastValue += args.reduce(plusTwoArguments); return this; }, subtract(...args) { theLastValue -= args.reduce(plusTwoArguments); return this; }, multiply(...args) { theLastValue *= args.reduce(multiplyTwoArguments); return this; }, pide(...args) { theLastValue /= args.reduce(multiplyTwoArguments); return this; }, valueOf() { const returnValue = theLastValue; // 获取值的时候需要重置 theLastValue = 0; return returnValue; }, };}const operaton = createOperation();const result = operation .plus(1, 2, 3) .subtract(1, 3) .multiply(1, 2, 10) .pide(10, 5) .valueOf();console.log(result);当然上面的例子不完全都是函数式编程，因为 valueOf 的返回值就不确定。
高阶函数
高阶函数（Higher Order Function）,按照维基百科上面的定义，至少满足下列一个条件的函数
函数作为参数传入
返回值为一个函数
简单的例子：
function add(a, b, fn) { return fn(a) + fn(b);}function fn(a) { return a * a;}add(2, 3, fn); // 13还有一些我们平时常用高阶的方法，如 map、reduce、filter、sort，以及现在常用的 redux 中的 connect 等高阶组件也是高阶函数。
柯里化（闭包）
柯里化（Currying），又称部分求值（Partial Evaluation），是把接受多个参数的函数变换成接受一个单一参数（最初函数的第一个参数）的函数，并且返回接受余下的参数而且返回结果的新函数的技术。柯里化的作用以下优点:
参数复用
提前返回
延迟计算/运行
缓存计算值
柯里化实质就是闭包。其实上面的立即执行匿名函数的例子就用到了柯里化。
// 柯里化之前function add(x, y) { return x + y;}add(1, 2); // 3// 柯里化之后function addX(y) { return function(x) { return x + y; };}addX(2)(1); // 3高阶组件
这是组件化流行后的一个新概念，目前经常用到。ES6 语法中 class 只是个语法糖，实际上还是函数。
一个简单例子：
class ComponentOne extends React.Component { render() { return <h1>title</h1>; }}function HocComponent(Component) { Component.shouldComponentUpdate = function(nextProps, nextState) { if (this.props.id === nextProps.id) { return false; } return true; }; return Component;}export default HocComponent(ComponentOne);深入理解高阶组件请看这里。
无参数风格（Point-free）
其实上面的一些例子已经使用了无参数风格。无参数风格不是没参数，只是省略了多余参数的那一步。看下面的一些例子就很容易理解了。
范例一：
const arr = [1, 2, '', false];const newArr = arr.filter(Boolean).map(String);// 有参数的用法如下：// arr.filter(value => Boolean(value)).map(value => String(value));
范例二：
const tasks = [];for (let i = 0; i < 1000; i++) { tasks.push({ user: { name: 'one', }, type: 'RE', }); tasks.push({ user: { name: 'two', }, type: '', });}function isPriorityTask(task) { return task.type === 'RE' && !task.completed;}function toTaskView(task) { return { ...task, userName: task.user.name };}tasks.filter(isPriorityTask).map(toTaskView);范例三：
// 比如，现成的函数如下：var toUpperCase = function(str) { return str.toUpperCase();};var split = function(str) { return str.split('');};var reverse = function(arr) { return arr.reverse();};var join = function(arr) { return arr.join('');};// 现要由现成的函数定义一个 point-free 函数toUpperCaseAndReversevar toUpperCaseAndReverse = _.flowRight( join, reverse, split, toUpperCase); // 自右向左流动执行// toUpperCaseAndReverse是一个point-free函数，它定义时并无可识别参数。只是在其子函数中操纵参数。flowRight 是引入了 lodash 库的组合函数，相当于 compose 组合函数console.log(toUpperCaseAndReverse('abcd')); // => DCBA无参数风格优点？
参风格的好处就是不需要费心思去给它的参数进行命名，把一些现成的函数按需组合起来使用。更容易理解、代码简小，同时分离的回调函数，是可以复用的。如果使用了原生 js 如数组，还可以利用 Boolean 等构造函数的便捷性进行一些过滤操作。
无参数风格缺点？
缺点就是需要熟悉无参数风格，刚接触不可能就可以用得得心应手的。对于一些新手，可能第一时间理解起来没那没快。
闽公网安备 35020302000061号
