函数式编程

• 函数式编程
  • 函数式编程思想
    • 程序 = 快照（状态） + 计算
    • 快照
      • 不可变性：不可变性在减少程序被外界影响的同时减少对外界的影响
        • 不可变变量
        • 纯函数：值保证不会显式改变一个量，而纯函数保证的是，不会隐式改变一个量
    • 计算
      • 抽象声明；计算组合，函数式更关系逻辑本身
      • 分离可变状态、副作用
  • 优点
    • 可测试性
    • 并发性性
    • 可维护性和可重用性
  • 特征
    • 纯函数：函数式编程中的函数指的是数学中的函数，即一个输入到输出的映射
      • 给定相同的输入，总是返回相同的输出：意味着函数的结果只能依赖于输入参数的变化，而与外部环境无关
      • 无副作用：副作用是指根据参数计算返回值之外的作业，比如 IO 操作、全局状态修改等这些对外部修改状态的行为
    • 不可变变量：函数式编程语言中的变量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，即某个符号所对应的值是永远不变的，也就是给值绑定命名
    • 函数是一等公民：函数是一等公民，强调使用高阶函数组合其他函数，将多个函数组合成一个更复杂的函数
    • 一切皆是表达式
      • 在函数式语言中，函数和数据都被看作返回值的表达式
      • 函数式语言是由表达式构成的。如果对表达式进行求值，就会返回值
        • 惰性求值
    • 惰性求值
      • 无限流：无穷数据结构，由于惰性求值，我们可以抽象构造一个无限长集合，无限长集合中的元素并不是预置进去的，而是在需要的时候才计算出来的。这让我们可以把很多问题抽象化，然后在更高的层面上解决它们
      • Optional
    • 函数组合
      • 部分应用函数（Partially Applied Functions）：固定部分的参数，返回一个更少参数的函数
      • 柯里化（Currying）：将一个多参函数，转换成一个依次接收单个参的函数（柯里化是为了规范统一函数参数，更好得适配函数组合）

        // f(a, b, c) => f(a)(b)(c)
        function curry(func) {
            return function inner(...args){
                if(args.length >= func.length){
                    return func.apply(this, args)
                } else {
                    return function(...args2){
                        return inner.apply(this, args.concat(args2))
                    }
                }
            }
        }
        
        function sum(a, b) {
            return a + b
        }
        
        let currySum = curry(sum)
        
        console.log('currySum(1)(2)', currySum(1)(2))
        console.log('currySum(1, 2)', currySum(1, 2))
        

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      • 组合（Compose）：从右往左执行函数列表，按照类似 f(g(x)) 的传参执行顺序来排列的

        // compose
        function compose(...fns) {
          return fns.reduce((fn1, fn2) => (...args) => fn2(fn1(...args)))
        }
        
        const add10 = x => x + 10
        const mul10 = x => x * 10
        const add100 = x => x + 100
        
        // (10 + 100) * 10 + 10 = 1110
        compose(add10, mul10, add100)(10)
        

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      • 管道（Pipeline）：从左往右执行函数列表

        const pipe =
          (...fns) =>
          (value) =>
            fns.reduce((v, fn) => fn(v), value);
        

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      • reducer: 最主要的作用其实是解决在使用多个 map、filter、reduce 操作大型数组时，可能会发生的性能问题
    • 代数数据类型
      • Functor 函子是实现了 map 函数的数据结构，这个 map 函数允许对容器内的元素应用一个函数，并返回一个新的容器

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

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      • Monad（单子）
        • bind：有一个 bind函数可以转换任何函数，使其接受与返回相同的类型，从而使其可组合
        • unit：有一个 unit 函数将值包装为可组合函数接受的类型
        • Monad 对 IO 操作
          • 对副作用封装、隔离
          • 链式顺序组合：输入与输出有时候是不定的、不具体的；而函数式编程不像命令式编程那样关注执行步骤

参考

• 极客专栏《软件设计之美》
• 函数式编程入门教程
• 图解 Functor、Applicative、Monad