函数式编程（二）—— 纯函数

目录

• 纯函数

  • 纯函数的概念

  • Lodash——纯函数的代表

    • 体验Lodash

  • 纯函数的好处

    • 可缓存
    • 可测试
    • 并行处理
  • 副作用
  • 【函数式编程总体设计】

之前讲了函数的前置知识，如果还是不太明白的同学可以参考文章 函数式编程（一）—— 前置知识 ，下面我们可以进行函数式编程的基础内容。

纯函数

纯函数的概念

相同的输入永远会得到相同的输出，而且没有任何可观察的副作用。

纯函数就类似数学中的函数(用来描述输入和输出之间的关系)，y = f(x)

let numbers = [1, 2, 3, 4, 5] 
// 纯函数 
// 对于相同的函数，输出是一样的

// slice方法，截取的时候返回截取的函数，不影响原数组
numbers.slice(0, 3) // => [1, 2, 3] 
numbers.slice(0, 3) // => [1, 2, 3] 
numbers.slice(0, 3) // => [1, 2, 3] 

// 不纯的函数 
// 对于相同的输入，输出是不一样的

// splice方法，返回原数组，改变原数组
numbers.splice(0, 3) // => [1, 2, 3] 
numbers.splice(0, 3) // => [4, 5] 
numbers.splice(0, 3) // => []

// 下面函数也是纯函数 
function getSum (n1, n2) {
    return n1 + n2
}
console.log(getSum(1, 2)) // 3
console.log(getSum(1, 2)) // 3
console.log(getSum(1, 2)) // 3

• 函数式编程不会保留计算中间的结果，所以变量是不可变的(无状态的)
• 我们也可以把一个函数的执行结果交给另一个函数处理

Lodash——纯函数的代表

• lodash 是一个纯函数的功能库，提供了模块化、高性能以及一些附加功能。提供了对数组、数字、对象、字符串、函数等操作的一些方法

体验Lodash

• 安装

新建文件夹 -> npm init -y -> npm i lodash

• 体验

const _ = require('lodash')

const array = ['jack', 'tom', 'lucy', 'kate']

// head的别名是first  _.head(array)也可以
console.log(_.first(array)) //jack
console.log(_.last(array)) //kate

console.log(_.toUpper(_.first(array))) //JACK

console.log(_.reverse(array))  //[ 'kate', 'lucy', 'tom', 'jack' ]
// 数组的翻转不是纯函数，因为会改变原数组。这里的reserve是使用了数组的reverse，所以也不是纯函数

const r = _.each(array, (item, index) => {
  console.log(item, index)
  // kate 0
  // lucy 1
  // tom 2
  // jack 3
})
console.log(r) // [ 'kate', 'lucy', 'tom', 'jack' ]

纯函数的好处

可缓存

因为对于相同的输入始终有相同的结果，那么可以把纯函数的结果缓存起来，可以提高性能。

const _ = require('lodash')

function getArea(r) {
  console.log(r)
  return Math.PI * r * r
}

let getAreaWithMemory = _.memoize(getArea)
console.log(getAreaWithMemory(4))
console.log(getAreaWithMemory(4))
console.log(getAreaWithMemory(4))
// 4
// 50.26548245743669
// 50.26548245743669
// 50.26548245743669

// 看到输出的4只执行了一次，因为其结果被缓存下来了

那我们可以模拟一个记忆函数

function memoize (f) {
  let cache = {}
  return function () {
    // arguments是一个伪数组，所以要进行字符串的转化
    let key = JSON.stringify(arguments)
    // 如果缓存中有值就把值赋值，没有值就调用f函数并且把参数传递给它
    cache[key] = cache[key] || f.apply(f,arguments)
    return cache[key]
  }
}

let getAreaWithMemory1 = memoize(getArea)
console.log(getAreaWithMemory1(4))
console.log(getAreaWithMemory1(4))
console.log(getAreaWithMemory1(4))
// 4
// 50.26548245743669
// 50.26548245743669
// 50.26548245743669

可测试

纯函数让测试更加的方便

并行处理

• 多线程环境下并行操作共享的内存数据很可能会出现意外情况。纯函数不需要访问共享的内存数据，所以在并行环境下可以任意运行纯函数
• 虽然JS是单线程，但是ES6以后有一个Web Worker，可以开启一个新线程

副作用

副作用就是让一个函数变得不纯，纯函数的根据市相同的输入返回相同的输出，如果函数依赖于外部的状态就无法保证输出相同，就会带来副作用，如下面的例子：

// 不纯的函数，因为它依赖于外部的变量
let mini = 18 
function checkAge (age) { 
    return age >= mini 
}

副作用来源：

• 配置文件
• 数据库
• 获取用户的输入
• ......

所有的外部交互都有可能带来副作用，副作用也使得方法通用性下降不适合扩展和可重用性，同时副作用会给程序中带来安全隐患给程序带来不确定性，但是副作用不可能完全禁止，我们不能禁止用户输入用户名和密码，只能尽可能控制它们在可控范围内发生。

函数式编程总体设计

• 函数式编程（一）—— 前置知识
• 函数式编程（二）—— 纯函数
• 函数式编程（三）—— 柯里化
• 函数式编程（四）——函数组合
• 函数式编程（五）——函子