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JavaScript函数式编程(1):基本思想

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[前端(javascript) 所属分类 前端(javascript) | 发布者 店小二03 | 时间 2016 | 作者 红领巾 ] 0人收藏点击收藏
1 函数式编程简介 函数式编程是和传统命令式编程区分的一种编程思想,“在函数式编程语言中,函数是第一类的对象,也就是说,函数 不依赖于任何其他的对象而可以独立存在,而在面向对象的语言中,函数 ( 方法 ) 是依附于对象的,属于对象的一部分。这一点决定了函数在函数式语言中的一些特别的性质,比如作为传出 / 传入参数,作为一个普通的变量等。[1]”

函数式编程思想的源头可以追溯到 20 世纪 30 年代,数学家阿隆左 . 丘奇在进行一项关于问题的可计算性的研究,也就是后来的 lambda 演算。lambda 演算的本质为 一切皆函数,函数可以作为另外一个函数的输出或者 / 和输入,一系列的函数使用最终会形成一个表达式链,这个表达式链可以最终求得一个值,而这个过程,即为计算的本质。

然而,这种思想在当时的硬件基础上很难实现,历史最终选择了同丘奇的 lambda 理论平行的另一种数学理论:图灵机作为计算理论,而采取另一位科学家冯 . 诺依曼的计算机结构,并最终被实现为硬件。由于第一台计算机即为冯 . 诺依曼的程序存储结构,因此运行在此平台的程序也继承了这种基因,程序设计语言如 C/Pascal 等都在一定程度上依赖于此体系。

到了 20 世纪 50 年代,一位 MIT 的教授 John McCarthy 在冯 . 诺依曼体系的机器上成功的实现了 lambda 理论,取名为 LISP(LISt Processor), 至此函数式编程语言便开始活跃于计算机科学领域。

2 javascript中的函数式编程思想 2.1)匿名函数

在函数式编程语言中,函数是可以没有名字的,匿名函数通常表示:“可以完成某件事的一块代码”。这种表达在很多场合是有用的,因为我们有时需要用函数完成某件事,但是这个函数可能只是临时性的,那就没有理由专门为其生成一个顶层的函数对象。

//自定义map() function map(array, func){ var res = []; for ( var i = 0, len = array.length; i < len; i++){ res.push(func(array[i])); } return res; } //匿名函数 var mapped = map([1, 3, 5, 7, 8], function (n){ return n = n + 1; }); alert(mapped); //2,4,6,8,9// 对数组 [1,3,5,7,8] 中每一个元素加 1 2.2)柯里化

是把接受多个参数的函数变换成接受一个单一参数(最初函数的第一个参数)的函数,或者说创建一个已经预先包含一个参数的函数,这其中会使用到闭包。

先来一个不是类似克里化的例子:

function add(num1, num2){ return num1 + num2; } function curriedAdd(num2){ return add(5, num2); } alert(add(2, 3)); //5 alert(curriedAdd(3)); //8

这里的curriedAdd函数类似克里化,因为它固定了函数的一个参数。

下面看一个真正的函数克里化:

//传入的参数不止fn一个,但是只有fn显式用到,所以明确给出 function curry(fn){ var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);//得到外部函数参数 return function(){ var innerArgs = Array.prototype.slice.call(arguments);//得到内部函数参数 var finalArgs = args.concat(innerArgs);//参数合并得到整体参数数组 return fn.apply(null, finalArgs);//对整体参数数组运用函数fn }; } function add(num1, num2){ return num1 + num2; } var curriedAdd = curry(add, 5); alert(curriedAdd(3)); //8

根据上述实例,克里化一般通过curry()函数动态实现,curry()函数的主要工作就是将被返回函数的参数进行排序。 curry()的第一个参数是要进行柯里化的函数,其他参数是要传入的值。为了获取第一个参数之后的所有参数,在 arguments 对象上调用了 slice()方法,并传入参数 1 表示被返回的数组包含从第二个参数开始的所有参数。然后 args 数组包含了来自外部函数的参数。在内部函数中,创建了 innerArgs 数组用来存放所有传入的参数(又一次用到了 slice())。有了存放来自外部函数和内部函数的参数数组后,就可以使用 concat()方法将它们组合为 finalArgs,然后使用 apply()将结果传递给该函数。注意这个函数并没有考虑到执行环境,所以调用 apply()时第一个参数是 null。

2.3)高阶函数

即为对函数的进一步抽象,map(array, func) 的表达式已经表明,将 func 函数作用于 array 中的每一个元素,最终返回一个新的 array,应该注意的是,map 对 array 和 func 的实现是没有任何预先的假设的(抽象),因此称之为“高阶”函数。

function map(array, func){ var res = []; for ( var i = 0, len = array.length; i < len; i++){ res.push(func(array[i])); } return res; } var mapped = map([1, 3, 5, 7, 8], function (n){ return n = n + 1; }); alert(mapped); var mapped2 = map(["one", "two" , "three", "four"], function (item){ return "("+item+")"; }); alert(mapped2);

mapped 和 mapped2 均调用了 map,但是得到了截然不同的结果,因为 map 的参数本身已经进行了一次抽象,map 函数做的是第二次抽象,高阶的“阶”可以理解为抽象的层次。

2.4)闭包

闭包已经在另一篇文章 《闭包:私有化变量》 中介绍过,与闭包有关的垃圾回收机制在《垃圾回收机制――总结自 《JavaScript高级程序设计》 也有详细介绍,因此这里仅仅简要说明闭包。

当在一个函数 outter 内部定义另一个函数 inner,而 inner 又引用了 outter 作用域内的变量,在 outter 之外使用 inner 函数,则形成了闭包。

<script type="text/javascript"> function outter(){ var n = 0; return function (){ return n++; } } var o1 = outter(); o1();//n == 0 o1();//n == 1 alert(o1());//n == 2 var o2 = outter(); o2();//n == 0 alert(o2());//n == 1 </script>

匿名函数 function(){return n++;} 中包含对 outter 的局部变量 n 的引用,因此当 outter 返回时,n 的值被保留 ( 不会被垃圾回收机制回收 ),持续调用 o1(),将会改变 n 的值。而 o2 的值并不会随着 o1() 被调用而改变,第一次调用 o2 会得到 n==0 的结果,用面向对象的术语来说,就是 o1 和 o2 为不同的 实例,互不干涉。

闭包实例2:

//创建一个对象并压入数组

var outter = [];

function clouseTest () {

var array = [“one”, “two”, “three”, “four”];

for ( var i = 0; i < array.length;i++){

var x = {}; x.no = i; x.text = array[i]; x.invoke = function (){ alert(i); } outter.push(x); }

}

//执行函数并调用每个数组元素对应的对象的方法

clouseTest();// 调用这个函数,向 outter 数组中添加对象

for ( var i = 0, len = outter.length; i < len; i++){

outter[i].invoke(); //4,4,4,4

}

由于 i 是闭包中的局部变量,for 循环最后退出时的值为 4,因此调用 outter 中的每个元素都会得到 4。

修正过后的闭包:

<script type="text/javascript"> //创建一个对象并压入数组 var outter = []; function clouseTest () { var array = ["one", "two", "three", "four"]; for ( var i = 0; i < array.length;i++){ var x = {}; x.no = i; x.text = array[i]; //返回匿名函数,匿名函数中包含一个闭包,后续的括号表示立即执行 x.invoke = function (no){ return function (){ alert(no); } }(i); //这个i是匿名函数的参数,会赋值给匿名函数的参数no,这个i导致了不同的no副本 outter.push(x); } } //执行函数并调用每个数组元素对应的对象的方法 clouseTest();// 调用这个函数,向 outter 数组中添加对象 for ( var i = 0, len = outter.length; i < len; i++){ outter[i].invoke(); //1,2,3,4 } </script> [1] http://www.ibm.com/developerw…

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