JavaScript函數式編程之深刻理解純函數

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純函數是函數式編程的基礎，須要重點理解。

純函數的概念：

純函數是這樣一種函數，即相同的輸入，永遠會獲得相同的輸出，並且沒有任何可觀察的反作用。

他的重點在於「相同的輸入，永遠會獲得相同的輸出」，後面所說的反作用也是爲了知足這一點。

在詳細說明純函數以前，先講兩個其餘的概念：可變數據類型和不可變數據類型。

咱們知道，在JavaScript中，基本數據類型都是不可變的，他們只能被替換，不能被修改。例如當咱們在對字符串進行操做的時候，咱們並不能改變這個字符串自己。

var str = 'I am hero';
console.log(str.toUpperCase());    // "I AM HERO"
console.log(str);    //"I am hero"

咱們能作的只有把返回的新字符串從新賦值給變量。

var str = 'I am hero';
str = str.toUpperCase();    // "I AM HERO"

而引用數據類型都是可變的，存在變量中的僅僅就是一個地址。對於可變特性，facebook的immutable.js作了針對性的強化處理，此外還有clojurescript這樣更加完全的方式。

爲何我要說這兩個概念呢？

先不說在JS運行的系統環境中可能會產生反作用，單單看這些可變的數據類型，就會增長咱們寫純函數的難度，要十分注意，個別狀況咱們只能選擇接受。

這樣的話想，在JS中，咱們不妨把純函數換一種方式理解，不要把它當作一個只有「徹底知足要求」和「不知足要求」的標準，而要把它想象成一個範圍，在這裏有高低不一樣程度的純函數。

如何理解「相同的輸入，永遠會獲得相同的輸出」

文章開頭的純函數的概念中的「永遠」可能會讓你疑惑，要把它放在詞法做用域中考慮，也就是說不考慮再下次執行以前修改常量這一類的狀況。

例一

var a = 5;
function A(b) {
  return a + b;
}
A(5);

A函數是一個純函數嗎？顯然很是不純，在程序執行的過程當中，變量a很容易被修改，這就會致使每次調用A(5)的返回值改變。

例二

對例一稍做修改

const a = 5;
function A(b) {
  return a + b;
}
A(5);

這是純函數，肯定的輸入，肯定的輸出。

例三

把例二數字常量換成對象

const obj = {id: 5};
function A(_obj) {
  return _obj.id;
}
A(obj);

函數A基本上是純函數，爲何說是「基本上」？由於有極端狀況以下

var obj = {
  get id() {
    return Math.random();
  }
}

注意，obj在傳進函數A以前是肯定的，getter是在取值的時候纔會執行，可是返回的結果是不肯定的，因此這個時候函數A就不是純函數了。隨機數和Date都會形成函數不純，使用的時候要注意。

除此以外，因爲對象是可變數據類型，咱們在每次輸入變量obj到函數A中時，並不具備絕對的自信會返回肯定的值。可對於函數A來講，它只關心傳進來的數據是什麼，而對於那個數據來講，只要不是上面的極端狀況，返回的是肯定的值。

例四

const obj = {a: 5};
function A(b) {
  return obj.a + b;
}
A(5);

這個很明顯很不純，同例一，注意與例三的區別。

例五

對例四稍做修改

const obj = Object.freeze({a: 5});
function A(b) {
  return obj.a + b;
}
A(5);

這樣就純多了，但是須要注意的是，Object.freeze()這個方法沒法凍結嵌套的對象，例如

const obj = Object.freeze({a: {a: 5}});
obj.a.a = 10;
function A(b) {
  return obj.a.a + b;
}
console.log(A(5));    // 15，不純

例六

function foo(x) {
  return bar(x);
}

function bar(y) {
  return y + 1;
}

foo(1);

都純。

例七

function A(a) {
  return function(b) {
    return a + b;
  }
}
var B = A(5);

函數A和函數B是純函數嗎？首先來看函數A，每次輸入一個參數，都會獲得一個用這個參數組成的函數，獲得的函數是固定的，因此函數A是純函數；再來看函數B雖然看起來好像使用了一個本身外部的變量a，並且這個變量a可能會常常改變，但是，函數B必定要在調用了函數A以後才能獲得，而且獲得了以後，變量a是沒法改變的，這就很純了。

即使在返回函數B以前修改了a，例如

例八

function A(a) {
  a = 0;
  return function(b) {
    return a + b;
  }
}
var B = A(5);

結論也是同樣的。

可若是這樣寫

例九

function A(a) {
  return function(b) {
    return a = a + b;
  }
}
var B = A(5);

關於反作用，見《JavaScript函數式編程之反作用》

參考資料：

• JS函數式編程指南
• Functional-Light JavaScript