編程范式

編程范式是一個由思考問題以及實現(xiàn)問題愿景的工具組成的框架。很多現(xiàn)代語言都是聚范式（或者說多重范式）： 他們支持很多不同的編程范式，比如面向?qū)ο螅绦蛟O(shè)計，泛函，面向過程，等等。

函數(shù)式編程范式

函數(shù)式編程就像一輛氫燃料驅(qū)動的汽車――先進的未來派，但是還沒有被廣泛推廣。與命令式編程相反，他由一系列語句組成，這些語句用于更新執(zhí)行時的全局狀態(tài)。函數(shù)式編程將計算轉(zhuǎn)化作表達式求值。這些表達式全由純數(shù)學(xué)函數(shù)組成，這些數(shù)學(xué)函數(shù)都是一流的（可以被當(dāng)做一般值來運用和處理），并且沒有副作用。

函數(shù)式編程很重視以下值：

函數(shù)是一等要務(wù)

我們應(yīng)該將函數(shù)與編程語言中的其他類對象同樣對待。換句話說，您可以將函數(shù)存儲在變量里，動態(tài)創(chuàng)建函數(shù)，以及將函數(shù)返回或者將函數(shù)傳遞給其他函數(shù)。下面我們來看一個例子...

一個字符串可以保存為一個變量，函數(shù)也可以，例如：

var sayHello = function() { return “Hello” };

一個字符串可以保存為對象字段，函數(shù)也可以，例如：

var person = {message: “Hello”, sayHello: function() { return “Hello” }};

一個字符串可以再用到時才創(chuàng)建，函數(shù)也可以，例如：

“Hello ” + (function() { return “World” })(); //=> Hello World

一個字符串可以作為輸入?yún)?shù)傳給函數(shù)，則函數(shù)也可以：

    function hellloWorld(hello, world) { return hello + world() }

一個字符串可以作為函數(shù)返回值，函數(shù)也可以，例如：

return “Hello”;return function() { return “Hello”};

高階案例

如果函數(shù)將其他函數(shù)函數(shù)作為輸入?yún)?shù)或者作為返回值，則稱之為高階函數(shù)。剛才我們已經(jīng)看過了一個高階函數(shù)的例子。下面，我們來看一下更復(fù)雜的情況。

例1：

[1, 2, 3].forEach(alert);// alert 彈窗顯示“1" // alert 彈窗顯示 "2" // alert 彈窗顯示 "3”

例2：

function splat(fun) {   return function(array) {        return fun.apply(null, array);   };}var addArrayElements = splat(function(x, y) { return x + y });addArrayElements([1, 2]);//=> 3

最愛純函數(shù)

純函數(shù)不會有其他的副作用，所謂的副作用指的是函數(shù)所產(chǎn)生的對函數(shù)外界狀態(tài)的修改。比如：

• 修改某個變量

• 修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

• 對外界某個變量設(shè)置字段

• 拋出例外或者彈出錯誤信息

最簡單的例子就是數(shù)學(xué)函數(shù)。Math.sqrt(4) 函數(shù)總是返回2。他不會用到任何其他心寒信息，如狀態(tài)或者設(shè)置參數(shù)。數(shù)學(xué)函數(shù)從來不會造成任何副作用。

避免修改狀態(tài)


函數(shù)式編程支持純粹的函數(shù)，這樣的函數(shù)不能改變數(shù)據(jù)，因此大多用于創(chuàng)建不可改變的的數(shù)據(jù)。這種方式，不用修改一個已存在的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而且能高效的新建一個.
你也許想知道，如果一個純粹的函數(shù)通過改變一些本地數(shù)據(jù)而生產(chǎn)一個不可改變的返回值，是否是允許的？答案是可以。
在JavaScript中極少的數(shù)據(jù)類型是默認是不可改變的。String是一個不能被改變的數(shù)據(jù)類型的例子：

   var s = "HelloWorld";    s.toUpperCase();    //=> "HELLOWORLD"    s;    //=> "HelloWorld"

不可改變狀態(tài)的好處

    •    避免混亂和增加程序的準(zhǔn)確性：在復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)，大多數(shù)難以理解的Bug是由于狀態(tài)通過在程序中外部客戶端代碼修改而導(dǎo)致的。

    •    確立“快速簡潔”的多線程編程：如果多線程可以修改同一個共享值，你不得不同步的獲取值。這對專家來說都是十分乏味并且易出錯的編程挑戰(zhàn)。

軟件事務(wù)內(nèi)存和Actor模型提供了直接在線程安全方式下處理修改。

使用遞歸而非循環(huán)調(diào)用

遞歸是最有名的函數(shù)式編程技術(shù)。如果您還不知道它的話，那么可以理解為遞歸函數(shù)就是一個可以調(diào)用自己的函數(shù)。

替代反復(fù)循環(huán)的最經(jīng)典方式就是使用遞歸，即每次完成函數(shù)體操作之后，再繼續(xù)執(zhí)行集合里的下一項，直到滿足結(jié)束條件。遞歸還天生符合某些算法實現(xiàn)，比如遍歷樹形結(jié)構(gòu)（每個樹枝都是一顆小樹）。

在任何語言里，遞歸都是一項重要的函數(shù)式編程方式。很多函數(shù)語言甚至要求的更加嚴格：只支持遞歸遍歷，而不支持顯式的循環(huán)遍歷。這需要語言必須保證消除了尾端調(diào)用，這是 JavasSrip 不支持的。

惰性求值優(yōu)于激進計算

數(shù)學(xué)定義了很多無窮集合，比如自然數(shù)（所有的正整數(shù)）。他們都是符號表示。任意特定有限的子集都在需要時求值。我們將其稱之為惰性求值（也叫做非嚴格求值，或者按需調(diào)用，延遲執(zhí)行）。及早求值會強迫我們表示出所有無窮數(shù)據(jù)，而這顯然是不可能的。

很多語言都默認是惰性的，有些也提供了惰性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以表達無窮集合，并在需要時對自己進行精確計算。

很明顯一行代碼 result = compute() 所表達的是將 compute() 的返回結(jié)果賦值給 result。但是 result 的值究竟是多少只有其被用到的時候才有意義。

可見策略的選擇會在很大程度上提高性能，特別是當(dāng)用在鏈?zhǔn)教幚砘蛘邤?shù)組處理的時候。這些都是函數(shù)式程序員所喜愛的編程技術(shù)。

這就開創(chuàng)可很多可能性，包括并發(fā)執(zhí)行，并行技術(shù)以及合成。

但是，有一個問題，JavaScrip 并不對自身進行惰性求值。話雖如此，Javascript 里的函數(shù)庫可以有效地模擬惰性求值。

閉包的全部好處

所有的函數(shù)式語言都有閉包，然而這個語言特性經(jīng)常被討論得很神秘。閉包是一個函數(shù)，這個函數(shù)有著對內(nèi)部引用的所有變量的隱式綁定。換句話說，該函數(shù)對它引用的變量封閉了一個上下文。JavaScript 中的閉包是能夠訪問父級作用域的函數(shù)，即使父級函數(shù)已經(jīng)調(diào)用完畢。

   function multiplier(factor) {      return function(number) {          return number * factor;      };   }  var twiceOf = multiplier(2);    console.log(twiceOf(6));//=> 12

聲明式優(yōu)于命令式編程

函數(shù)式編程是聲明式的，就像數(shù)學(xué)運算，屬性和關(guān)系是定義好的。運行時知道怎么計算最終結(jié)果。階乘函數(shù)的定義提供了一個例子：

factorial(n)       = 1 if n = 1

                            n * factorial(n-1) if n > 1

該定義將 factorial(n) 的值關(guān)聯(lián)到 factorial(n-1)，是遞歸定義。特殊情況下的 factorial(1) 終止了遞歸。

var imperativeFactorial = function(n) {    if(n == 1) {        return 1    } else {        product = 1;        for(i = 1; i <= n; i++) {              product *= i;        }        return product;     }}var declarativeFactorial = function(n) {       if(n == 1) {             return 1       } else {             return n * factorial(n - 1);      }  }

從它實現(xiàn)階乘計算來看，聲明式的階乘可能看起來像“命令式”的，但它的結(jié)構(gòu)更像聲明式的。

命令式階乘使用可變值、循環(huán)計數(shù)器和結(jié)果來累加計算后的結(jié)果。這個方法顯式地實現(xiàn)了特定的算法。不像聲明式版本，這種方法有許多可變步驟，導(dǎo)致它更難理解，也更難避免 bug 。

函數(shù)式JavaScript庫

有很多函數(shù)式庫：underscore.js， lodash，F(xiàn)antasy Land, Functional.js, Bilby.js, fn.js, Wu.js, Lazy.js, Bacon.js, sloth.js, stream.js, Sugar, Folktale, RxJs 等等。

函數(shù)式程序員工具包

map(), filter(), 和 reduce()函數(shù) 構(gòu)成了函數(shù)式程序員工具包的核心。 純高階函數(shù)成了函數(shù)式方法的主力。事實上，它們是純函數(shù)和高階函數(shù)應(yīng)該仿效的典型。它們用一個函數(shù)作為輸入，返回沒有副作用的輸出。

這些 JavaScript 函數(shù)對每一個函數(shù)式程序來說都是至關(guān)重要的。他們可以去除循環(huán)和語句，使得代碼更加整潔。這些都是實現(xiàn) ECMAScript5.1 的瀏覽器的標(biāo)準(zhǔn)，他們只處理數(shù)組。每次調(diào)用都會創(chuàng)建創(chuàng)建并返回一個新的數(shù)組。已存在的數(shù)組不會被修改。但是稍等，事情很不止于此。。。他們還將函數(shù)作為輸入?yún)?shù)，通常是作為回調(diào)的匿名函數(shù)。他們會遍歷將整個數(shù)組并且將該回調(diào)函數(shù)應(yīng)用與每一項！

myArray = [1,2,3,4];

newArray = myArray.map(function(x) {return x*2});

console.log(myArray); // Output: [1,2,3,4]

console.log(newArray); // Output: [2,4,6,8]

除了這三個函數(shù)，還有很多函數(shù)可以扎入到幾乎每一個函數(shù)式應(yīng)用里：

forEach(),concat(), reverse(), sort(), every() 以及some().

JavaScript的聚范式

JavaScript當(dāng)然不是嚴格意義上的函數(shù)式編程語言，這也促使了對其他范式的使用：

• 命令式編程：基于詳細操作描述式的編程

• 基于原型的面向?qū)ο笫骄幊蹋夯谠蛯ο蠹捌鋵嵗木幊?/p>

• 元程序編程：操縱JavsScript執(zhí)行模型的編程方式。對元程序編程的一個很好的定義描述為“編程發(fā)生在您書寫代碼做某事的時候，而元程序編程則發(fā)生在您書寫代碼導(dǎo)致某事的解釋方式發(fā)生變化的時候。
  

原文地址：https://dzone.com/articles/functional-programming-using-javascript-part-1

翻譯：simei231, 祝青, 李中凱