函数式编程

阮一峰 ... 2019-10-21 JavaScript 大约 4 分钟

# 函数式编程

JavaScript 语言从一诞生,就具有函数式编程的烙印。它将函数作为一种独立的数据类型,与其他数据类型处于完全平等的地位。在 JavaScript 语言中,您可以采用面向对象编程,也可以采用函数式编程。有人甚至说,JavaScript 是有史以来第一种被大规模采用的函数式编程语言。

ES6 的种种新增功能,使得函数式编程变得更方便、更强大。本章介绍 ES6 如何进行函数式编程。

# 柯里化

柯里化(currying)指的是将一个多参数的函数拆分成一系列函数,每个拆分后的函数都只接受一个参数(unary)。

function add(a, b) {
  return a + b;
}

add(1, 1); // 2
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上面代码中,函数 add 接受两个参数 ab

柯里化就是将上面的函数拆分成两个函数,每个函数都只接受一个参数。

function add(a) {
  return function (b) {
    return a + b;
  };
}
// 或者采用箭头函数写法
const add = (x) => (y) => x + y;

const f = add(1);
f(1); // 2
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上面代码中,函数 add 只接受一个参数 a,返回一个函数 f。函数 f 也只接受一个参数 b

# 函数合成

函数合成(function composition)指的是,将多个函数合成一个函数。

const compose = (f) => (g) => (x) => f(g(x));

const f = compose((x) => x * 4)((x) => x + 3);
f(2); // 20
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上面代码中,compose 就是一个函数合成器,用于将两个函数合成一个函数。

可以发现,柯里化与函数合成有着密切的联系。前者用于将一个函数拆成多个函数,后者用于将多个函数合并成一个函数。

# 参数倒置

参数倒置(flip)指的是改变函数前两个参数的顺序。

let divide = (a, b) => a / b;
let flip = f.flip(divide);

flip(10, 5); // 0.5
flip(1, 10); // 10

let three = (a, b, c) => [a, b, c];
let flip = f.flip(three);
flip(1, 2, 3); // => [2, 1, 3]
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上面代码中,如果按照正常的参数顺序,10 除以 5 等于 2。但是,参数倒置以后得到的新函数,结果就是 5 除以 10,结果得到 0.5。如果原函数有 3 个参数,则只颠倒前两个参数的位置。

参数倒置的代码非常简单。

let f = {};
f.flip = (fn) => (a, b, ...args) => fn(b, a, ...args.reverse());
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# 执行边界

执行边界(until)指的是函数执行到满足条件为止。

let condition = (x) => x > 100;
let inc = (x) => x + 1;
let until = f.until(condition, inc);

until(0); // 101

condition = (x) => x === 5;
until = f.until(condition, inc);

until(3); // 5
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上面代码中,第一段的条件是执行到 x 大于 100 为止,所以 x 初值为 0 时,会一直执行到 101。第二段的条件是执行到等于 5 为止,所以 x 最后的值是 5。

执行边界的实现如下。

let f = {};
f.until = (condition, f) => (...args) => {
  let r = f.apply(null, args);
  return condition(r) ? r : f.until(condition, f)(r);
};
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上面代码的关键就是,如果满足条件就返回结果,否则不断递归执行。

# 队列操作

队列(list)操作包括以下几种。

  • head: 取出队列的第一个非空成员。
  • last: 取出有限队列的最后一个非空成员。
  • tail: 取出除了“队列头”以外的其他非空成员。
  • init: 取出除了“队列尾”以外的其他非空成员。

下面是例子。

f.head(5, 27, 3, 1); // 5
f.last(5, 27, 3, 1); // 1
f.tail(5, 27, 3, 1); // [27, 3, 1]
f.init(5, 27, 3, 1); // [5, 27, 3]
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这些方法的实现如下。

let f = {};
f.head = (...xs) => xs[0];
f.last = (...xs) => xs.slice(-1);
f.tail = (...xs) => Array.prototype.slice.call(xs, 1);
f.init = (...xs) => xs.slice(0, -1);
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# 合并操作

合并操作分为 concatconcatMap 两种。前者就是将多个数组合成一个,后者则是先处理一下参数,然后再将处理结果合成一个数组。

f.concat([5], [27], [3]); // [5, 27, 3]
f.concatMap((x) => "hi " + x, 1, [[2]], 3); // ['hi 1', 'hi 2', 'hi 3']
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这两种方法的实现代码如下。

let f = {};
f.concat = (...xs) => xs.reduce((a, b) => a.concat(b));
f.concatMap = (f, ...xs) => f.concat(xs.map(f));
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# 配对操作

配对操作分为 zipzipWith 两种方法。zip 操作将两个队列的成员,一一配对,合成一个新的队列。如果两个队列不等长,较长的那个队列多出来的成员,会被忽略。zipWith 操作的第一个参数是一个函数,然后会将后面的队列成员一一配对,输入该函数,返回值就组成一个新的队列。

下面是例子。

let a = [0, 1, 2];
let b = [3, 4, 5];
let c = [6, 7, 8];

f.zip(a, b); // [[0, 3], [1, 4], [2, 5]]
f.zipWith((a, b) => a + b, a, b, c); // [9, 12, 15]
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上面代码中,zipWith 方法的第一个参数是一个求和函数,它将后面三个队列的成员,一一配对进行相加。

这两个方法的实现如下。

let f = {};

f.zip = (...xs) => {
  let r = [];
  let nple = [];
  let length = Math.min.apply(
    null,
    xs.map((x) => x.length)
  );

  for (let i = 0; i < length; i++) {
    xs.forEach((x) => nple.push(x[i]));

    r.push(nple);
    nple = [];
  }

  return r;
};

f.zipWith = (op, ...xs) => f.zip.apply(null, xs).map((x) => x.reduce(op));
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