編程範式之命令式與函數式

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文章出自我的博客https://knightyun.github.io/2019/01/27/programming-paradigm，轉載請申明

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文章目錄

• 命令式編程(Imperative)
• 函數式編程/聲明式(Functional/Declarative)
• 函數合成
• 函數柯理化(Currying)

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不少語言是聚範式/多重範式編程，即支持多在編程範式，如面向對象(Java)，面向過程(C語言)，泛函(函數式)，元程序設計等；如下例子都用 JavaScript 舉例；

命令式編程(Imperative)

如命令通常指導程序一步步完成功能，如 for 循環：

function myFn(n) {
    for (i = 0; i < 3; i++) {
        n++;
    }
    console.log(n);
}
myFn(0);  // 3

函數式編程/聲明式(Functional/Declarative)

函數式編程特色：

• 函數式編程是聲明式的；
• 提倡純函數理念，變量私有，不一樣於面向對象編程的成員共享；
• 無反作用，不影響其餘外部變量；
• 有些相似初中數學純函數f(x)的定義，提供輸入值，返回新的輸出值，每次提供相同輸入值總能返回相同輸出值，使線程安全可靠；

Array.map();    // 純函數，輸出惟一
Math.random();  // 非純函數，輸出不惟一

• 函數的大量使用，變量中存儲函數，動態建立函數，返回值爲函數，函數做爲參數傳遞，等等；

// 字符串經過函數儲存在變量中
var myStr = function(){return 'Hello World'};
console.log(myStr);  // Hello World

// 對象屬性值儲存爲函數
var myObj = {
    name: 'Cloud',
    getName: function(){
        return this.name;
    }
}
console.log(myObj.getName()); // Cloud

// 動態建立函數，用時調用，用完銷燬
console.log('Hello ' + (function(){
    return 'World';
})());  // Hello World

// 函數做爲參數進行傳遞
function paraFn() {
    return 'Hello';
}
function myFn(a, b) {
    return a + b;
}
console.log(myFn(paraFn(), 'World')); // Hello World

// 函數做爲返回值
function myFn2() {
    var a = 'Hello ';
    return function(){
        return a + 'World';
    }
}
console.log(myFn2()());  // Hello World

**總結：**例如for循環一個數組，命令式即是寫出具體循環的方式，聲明式即是隻寫聲明函數，只要循環結果，具體方式交給程序執行；

例如：

// 命令式
var a = [1, 2, 3];
var b = [];
for (i = 0; i < 3; i++) {
    b.push(a[i] * a[i]);
}
console.log(b);  // [1, 4, 9]

// 聲明式
var a = [1, 2, 3];
var b = a.map(function(i){
    return i * i;
});
console.log(b);  // [1, 4, 9]

一樣的結果，代碼量和理解難易上，聲明式都明顯優於命令式對吧；

聲明式編程：

特色：

• 說明想要實現的功能，讓機器完成步驟以及如何實現；

• 免去一些沒必要要的命令步驟，讓思惟集中在功能開發上，而不是冗長的複雜過程實現；

遞歸實現階乘即是一個典型的函數式：

function factorial(n) {
    if (n == 0) return 1;
    return n * factorial(n-1);
}
console.log(factorial(3));  // 3 x 2 x 1 = 6

**.map() .reduce()**等 也是申明式編程函數；

函數合成

一個值變成另外一個值，中間通過多個函數，將多個函數合併爲一個函數來實現；

舉個例子：

// 高中數學常見的過程
g(x) = 2x;
h(x) = x + 3;
f(x) = 2x + 3;
// 則可變換爲如下形式，即咱們所學的複合函數
f(x) = h(g(x));

上面的f(x)即是一個合成函數，實現了變量x到2x + 3的轉變；

js的實現：

function gFn(x) {
    return x *2;
}
function hFn(x) {
    return x + 3;
}
console.log(hFn(gFn(1)));  // 5

// 使用函數合成
function fFn(x) {
    return hFn(gFn(x));
}
console.log(fFn(1));  // 5

函數柯理化(Currying)

以邏輯學家***Haskell Curry***命名，即便接收多個參數的函數變成接受單個參數的函數的過程。單參數會使函數合成更簡單；

例如：

// 原函數
function plusFn(x, y, z) {
    return x + y + z;
}
console.log(plusFn(1, 2, 3));  // 6

// 柯理化後
function plusFn(x) {
    return function(y) {
        return function(z) {
            return x + y + z;
        }
    }
}
console.log(plusFn(1)(2)(3)); // 6

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