Compréhension exclusive : programmation fonctionnelle JavaScript

La programmation fonctionnelle JavaScript est un sujet qui existe depuis longtemps, mais il semble que depuis 2016, il soit devenu de plus en plus populaire. Cela peut être dû au fait que la syntaxe ES6 est plus conviviale pour la programmation fonctionnelle, ou cela peut être dû à la popularité des frameworks fonctionnels tels que RxJS (ReactiveX).

J'ai vu de nombreuses explications sur la programmation fonctionnelle, mais la plupart d'entre elles se situent au niveau théorique, et certaines concernent uniquement les langages de programmation fonctionnels purs comme Haskell. Le but de cet article est de parler de la pratique spécifique de la programmation fonctionnelle en JavaScript à mes yeux. La raison pour laquelle elle est « à mes yeux » signifie que ce que je dis ne représente que mon opinion personnelle, qui peut entrer en conflit avec certains concepts stricts.

Cet article omettra de nombreuses introductions formelles aux concepts et se concentrera sur la démonstration de ce qu'est le code fonctionnel en JavaScript, quelle est la différence entre le code fonctionnel et l'écriture générale, quels avantages le code fonctionnel peut nous apporter et quels sont les modèles fonctionnels communs ?

Ce que je comprends de la programmation fonctionnelle

Je pense que la programmation fonctionnelle peut être comprise comme Une méthode de programmation qui utilise des fonctions comme support principal, utilisant des fonctions pour désassembler et abstraire des expressions générales

​Par rapport aux impératifs, quels sont les avantages de procéder ainsi ? Les principaux points sont les suivants :

• La sémantique est plus claire

• 
  

• Réutilisabilité accrue

• 
  

• Meilleure maintenabilité

• 
  

• Portée limitée, peu d'effets secondaires

Programmation fonctionnelle de base

L'exemple suivant est une expression fonctionnelle spécifique

// 数组中每个单词，首字母大写


// 一般写法
const arr = ['apple', 'pen', 'apple-pen'];
for(const i in arr){
  const c = arr[i][0];
  arr[i] = c.toUpperCase() + arr[i].slice(1);
}

console.log(arr);


// 函数式写法一
function upperFirst(word) {
  return word[0].toUpperCase() + word.slice(1);
}

function wordToUpperCase(arr) {
  return arr.map(upperFirst);
}

console.log(wordToUpperCase(['apple', 'pen', 'apple-pen']));


// 函数式写法二
console.log(arr.map(['apple', 'pen', 'apple-pen'], word => word[0].toUpperCase() + word.slice(1)));

Lorsque la situation se complique, il y aura plusieurs problèmes dans la façon d'écrire les expressions :

1. L'expression n'est pas évidente et devient progressivement difficile à maintenir

2. 
   

3. Une mauvaise réutilisabilité générera plus de code

4. 
   

5. Il y aura de nombreuses variables intermédiaires

La programmation fonctionnelle résout très bien les problèmes ci-dessus. Tout d'abord, reportez-vous à la Méthode d'écriture fonctionnelle 1, qui profite de l'encapsulation de fonctions pour décomposer les fonctions (la granularité n'est pas unique), les encapsule dans différentes fonctions, puis utilise des appels combinés pour atteindre l'objectif. Cela rend l’expression claire et facile à maintenir, à réutiliser et à étendre. Deuxièmement, en utilisant des fonctions d'ordre élevé, Array.map remplace for...of pour le parcours de tableau, réduisant ainsi les variables et opérations intermédiaires.

La principale différence entre la Méthode d'écriture fonctionnelle 1 et la Méthode d'écriture fonctionnelle 2 est que vous pouvez déterminer si la fonction a la possibilité d'être réutilisée plus tard. Sinon, cette dernière est meilleure.

Optimisation de la chaîne

D'après la méthode d'écriture fonctionnelle 2 ci-dessus, nous pouvons voir que dans le processus d'écriture du code fonctionnel, il est facile de faire en sorte que s'étende horizontalement , c'est-à-dire de produire plusieurs couches d'imbrication. Donnons un exemple ci-dessous. Un exemple plus extrême.

// 计算数字之和


// 一般写法
console.log(1 + 2 + 3 - 4)


// 函数式写法
function sum(a, b) {
  return a + b;
}

function sub(a, b) {
  return a - b;
}

console.log(sub(sum(sum(1, 2), 3), 4);

Cet exemple ne montre qu'un cas extrême d'extension horizontale À mesure que le nombre de niveaux de fonctions imbriqués continue d'augmenter, la lisibilité du code diminuera considérablement et des erreurs se produiront facilement.

​Dans ce cas, nous pouvons envisager diverses méthodes d'optimisation, telles que la suivante Optimisation de la chaîne .

// 优化写法 (嗯，你没看错，这就是 lodash 的链式写法)
const utils = {
  chain(a) {
    this._temp = a;
    return this;
  },
  sum(b) {
    this._temp += b;
    return this;
  },
  sub(b) {
    this._temp -= b;
    return this;
  },
  value() {
    const _temp = this._temp;
    this._temp = undefined;
    return _temp;
  }
};

console.log(utils.chain(1).sum(2).sum(3).sub(4).value());

Après une telle réécriture, la structure globale deviendra plus claire et ce que fait chaque maillon de la chaîne pourra être facilement affiché. Un autre bon exemple de comparaison entre l'imbrication de fonctions et le chaînage est la fonction de rappel et le modèle de promesse.

// 顺序请求两个接口

// 回调函数
import $ from 'jquery';
$.post('a/url/to/target', (rs) => {
  if(rs){
    $.post('a/url/to/another/target', (rs2) => {
      if(rs2){
        $.post('a/url/to/third/target');
      }
    });
  }
});


// Promise
import request from 'catta';  // catta 是一个轻量级请求工具，支持 fetch,jsonp,ajax，无依赖
request('a/url/to/target')
  .then(rs => rs ? $.post('a/url/to/another/target') : Promise.reject())
  .then(rs2 => rs2 ? $.post('a/url/to/third/target') : Promise.reject());

À mesure que le niveau imbriqué des fonctions de rappel et la complexité d'une seule couche augmentent, cela deviendra volumineux et difficile à maintenir. Cependant, la structure de la chaîne de Promise peut encore s'étendre verticalement lorsque la complexité est élevée et l'isolation des couches est très claire.

Modèles de programmation fonctionnelle courants

Clôture

Un bloc de code qui peut empêcher la publication des variables locales est appelé une fermeture

Le concept de fermeture est relativement abstrait, je pense que tout le monde connaît et utilise plus ou moins cette fonctionnalité

. Alors, quels avantages la fermeture peut-elle nous apporter ?

Voyons d'abord comment créer une fermeture :

// 创建一个闭包
function makeCounter() {
  let k = 0;

  return function() {
    return ++k;
  };
}

const counter = makeCounter();

console.log(counter());  // 1
console.log(counter());  // 2

Le bloc de code de la fonction makeCounter fait référence à la variable locale k dans la fonction renvoyée, ce qui empêche la variable locale d'être recyclée par le système après l'exécution de la fonction, créant ainsi une fermeture. La fonction de cette fermeture est de « conserver » la variable locale afin que la variable puisse être réutilisée lorsque la fonction interne est appelée ; contrairement aux variables globales, cette variable ne peut être référencée qu'à l'intérieur de la fonction ;

En d’autres termes, les fermetures créent en fait des « variables persistantes » qui sont propres à la fonction.

Ainsi de cet exemple, nous pouvons conclure que les conditions pour créer une fermeture sont :

1. Il existe deux niveaux de fonctions

2. 
   

3. 内层函数对外层函数的局部变量进行了引用

　　闭包的用途

　　闭包的主要用途就是可以定义一些作用域局限的持久化变量，这些变量可以用来做缓存或者计算的中间量等等。

// 简单的缓存工具
// 匿名函数创造了一个闭包
const cache = (function() {
  const store = {};
  
  return {
    get(key) {
      return store[key];
    },
    set(key, val) {
      store[key] = val;
    }
  }
}());

cache.set('a', 1);
cache.get('a');  // 1

　　上面例子是一个简单的缓存工具的实现，匿名函数创造了一个闭包，使得 store 对象 ，一直可以被引用，不会被回收。

　　闭包的弊端

　　持久化变量不会被正常释放，持续占用内存空间，很容易造成内存浪费，所以一般需要一些额外手动的清理机制。

　　高阶函数

接受或者返回一个函数的函数称为高阶函数

　　听上去很高冷的一个词汇，但是其实我们经常用到，只是原来不知道他们的名字而已。JavaScript 语言是原生支持高阶函数的，因为 JavaScript 的函数是一等公民，它既可以作为参数又可以作为另一个函数的返回值使用。

　　我们经常可以在 JavaScript 中见到许多原生的高阶函数，例如 Array.map , Array.reduce , Array.filter

　　下面以 map 为例，我们看看他是如何使用的

　　map （映射）

映射是对集合而言的，即把集合的每一项都做相同的变换，产生一个新的集合

　　map 作为一个高阶函数，他接受一个函数参数作为映射的逻辑

// 数组中每一项加一，组成一个新数组


// 一般写法
const arr = [1,2,3];
const rs = [];
for(const n of arr){
  rs.push(++n);
}
console.log(rs)


// map改写
const arr = [1,2,3];
const rs = arr.map(n => ++n);

　　上面一般写法，利用 for...of 循环的方式遍历数组会产生额外的操作，而且有改变原数组的风险

　　而 map 函数封装了必要的操作，使我们仅需要关心映射逻辑的函数实现即可，减少了代码量，也降低了副作用产生的风险。

　　柯里化（Currying）

给定一个函数的部分参数，生成一个接受其他参数的新函数

　　可能不常听到这个名词，但是用过 undescore 或 lodash 的人都见过他。

　　有一个神奇的 _.partial 函数，它就是柯里化的实现

// 获取目标文件对基础路径的相对路径

// 一般写法
const BASE = '/path/to/base';
const relativePath = path.relative(BASE, '/some/path');


// _.parical 改写
const BASE = '/path/to/base';
const relativeFromBase = _.partial(path.relative, BASE);

const relativePath = relativeFromBase('/some/path');

　　通过 _.partial ，我们得到了新的函数 relativeFromBase ，这个函数在调用时就相当于调用 path.relative ，并默认将第一个参数传入 BASE ，后续传入的参数顺序后置。

　　本例中，我们真正想完成的操作是每次获得相对于 BASE 的路径，而非相对于任何路径。柯里化可以使我们只关心函数的部分参数，使函数的用途更加清晰，调用更加简单。

　　组合（Composing）

将多个函数的能力合并，创造一个新的函数

　　同样你第一次见到他可能还是在 lodash 中，compose 方法（现在叫 flow）

// 数组中每个单词大写，做 Base64

// 一般写法 (其中一种)
const arr = ['pen', 'apple', 'applypen'];
const rs = [];
for(const w of arr){
  rs.push(btoa(w.toUpperCase()));
}
console.log(rs);


// _.flow 改写
const arr = ['pen', 'apple', 'applypen'];
const upperAndBase64 = _.partialRight(_.map, _.flow(_.upperCase, btoa));
console.log(upperAndBase64(arr));

　　_.flow 将转大写和转 Base64 的函数的能力合并，生成一个新的函数。方便作为参数函数或后续复用。

　自己的观点

　　我理解的 JavaScript 函数式编程，可能和许多传统概念不同。我并不只认为 高阶函数 算函数式编程，其他的诸如普通函数结合调用、链式结构等，我都认为属于函数式编程的范畴，只要他们是以函数作为主要载体的。

　　而我认为函数式编程并不是必须的，它也不应该是一个强制的规定或要求。与面向对象或其他思想一样，它也是其中一种方式。我们更多情况下，应该是几者的结合，而不是局限于概念。

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