函數式編程（一）-概述

函數式編程是一種編程範式，也就是如何編寫程序的方法論，其它的編程範式還有面向對象編程，過程化編程等。函數式編程並非一個新興的概念，而是一個存在久遠的概念，隨着React的興起，函數式編程的概念又火了起來，Rxjs、lodash等庫都使用了函數式編程的思想。

這個系列會從什麼是函數式編程提及，討論函數式編程的優缺點，如何使用函數式編程編寫優雅的代碼，最後會探討函數式編程在Javascript中的一些最佳實踐。

1. 初窺函數式編程

解釋什麼是函數式編程並非個容易的事情，我也是在嘗試着學習和理解。函數式編程不是用function來編程，而是一種如何使用function，才能使它具有函數式的一種方法。要了解怎麼使用函數，首先咱們須要瞭解什麼是函數。

1.1 函數

這裏簡單回顧一下初中的數學知識，當咱們看待一個函數時，它可能長這樣 y = f(x) f(x) = 2x2 + 3 能夠看出函數的基本特色在於它有一個或多個輸入值，並進行必定的計算，而且獲得一個返回值。函數式編程中有一個術語叫作態射，來描述輸入值和輸出值的關係。

這裏簡單討論下函數和程序的區別，這也是函數式編程的一大特性。程序是一系列指令的集合，它可能有輸入值也可能沒有，它可能有輸出值也可能沒有。而函數是接收輸入值並經過計算返回輸出值。

函數式編程的一大特色就是咱們應該儘可能的使用函數而非程序，固然在實際的開發中咱們不可避免的要進行I/O操做，可是若是你的計劃是使用函數式編程，那麼在開發中就應該儘量多的使用函數，而不是程序。

1.2 函數是一等公民(first class)

這是函數式編程的一個重要概念，函數與其餘數據類型同樣，處於平等地位，能夠賦值給其餘變量，也能夠做爲參數，傳入另外一個函數，或者做爲別的函數的返回值。

Javascript自己不是純的函數式編程語言，能夠說是一個多範式的編程語言，可是因爲其函數是一等公民特性，咱們能夠把函數做爲參數進行傳遞，也能夠將函數做爲函數的返回值等特性，使得Javascript能夠進行函數式編程。

同時這個特性是函數式編程的一些核心內容，好比閉包、高階函數、柯里化等特性的基礎

1.3 引用透明性

回到上面那個函數，根據其輸入輸出的值，能夠造成以下的圖像：

經過這個圖咱們能夠得出兩個結論：1. 函數必定有輸入和輸出值。 2. 函數對於相同的輸入值返回相同的輸出值，這個特性稱爲引用透明性。

引用透明性帶來的巨大好處在於併發代碼和結果可緩存，併發的問題在於對於全局變量的使用，須要引入鎖機制來管理全局變量的使用，可是引用透明性只依賴入餐，因此線程能夠自由運行。結果的可緩存也是顯而易見的，對於一個輸入其對應的輸出也是惟一的。因此該輸入的結果是能夠緩存的。

1.4 純函數

在引用透明性的基礎上咱們能夠定義純函數，純函數具備引用透明性，同時任何外部變量不會影響函數內部運算的結果，同時函數內部的運算也不會影響到外部變量的值。

純函數給咱們帶來的好處在於代碼的可測試性的加強，當咱們測試一個函數時，咱們會用輸入和指望的正確輸出值來驗證一個函數的正確性，可是當屢次測試經過以後，是否就能夠說咱們的函數是正確的，這個是不必定。若是外部的變量被應用在了函數的運算中，那麼當外部變量發生改變時，函數的計算結果也會變得不符合預期。同理，函數改變外部的值也會致使代碼的沒法測試。

1.5 聲明式編碼

與聲明式編碼相對應的是命令式代碼，意思就是，咱們經過編寫一條又一條指令去讓計算機執行一些動做，這其中通常都會涉及到不少繁雜的細節。

而聲明式就是，咱們經過寫表達式的方式來聲明咱們想幹什麼，而不是經過一步一步的指示。

舉個遍歷的例子，命令式編程的寫法是：

var array = [1,2,3];
for(var i = 0; i < array.length; i++){   console.log(array[i])
}複製代碼

而聲明式的寫法是：

array = [1, 2, 3];
array.forEach((item) => { console.log(item); })複製代碼

聲明式的好處在於代碼的編寫更清晰簡潔，在forEach函數爲純函數的前提下，咱們不用關心函數的內部是如何實現的，開發者只須要關注眼前的事情。

2.函數式編程的優點

函數式編程根據上述的幾個特性，具備如下幾個優點：1. 代碼的可讀性更強 2. 代碼的可測試性更強 3. 易於編寫可緩存的代碼 4. 易於併發 

2.1 代碼的可讀性

因爲函數式編程採用聲明式的代碼，因此代碼的可讀性更強，舉個例子，當咱們進行一個這樣(1 + 2) * 3 - 4的計算時，咱們可能會寫成subtract(multiply(add(1,2), 3), 4)，對其進行聲明式的改造 add(1,2).multiply(3).subtract(4)這樣咱們就能夠直觀的看出這句表達式的含義了。

2.2 代碼的可測試性

這個優點是純函數帶來的，函數與外部變量的隔離使得測試只用關心函數內部邏輯，更易進行單元測試。

2.3 可緩存和可併發編程

這兩個優點是函數的引用透明性帶來的，這裏再也不贅述。

3.總結

首先清楚地理解什麼是函數：它不只僅是一個語句或者操做的集合，並且須要一個或多個輸入（理想狀況下只需一個！）和一個輸出。

函數是一等公民的這個特性是函數式編程的不少特性的基礎，也是Javascript語言函數式編程的基礎。

引用透明性和純函數使得函數更加易於測試，同時更易於併發編程和函數的緩存。

聲明式表達使得函數更易理解。

下一章咱們會開始討論如何使用函數式的思想進行編程。