软件开发培训班 >> 编程开发 >> JavaScript


JavaScript 函数式编程实践(来自IBM)

函数式编程简介
说到函数式编程，人们的第一印象往往是其学院派，晦涩难懂，大概只有那些蓬头散发，不修边幅，甚至有些神经质的大学教授们才会用的编程方式 。这可能在历史上的某个阶段的确如此，但是近来函数式编程已经在实际应用中发挥着巨大作用了，而更有越来越多的语言不断的加入诸如 闭包，匿名函数等的支持，从某种程度上来讲，函数式编程正在逐步“同化”命令式编程 。
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 。
函数式编程语言特性
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 j 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 。
区别于命令式编程语言，函数式编程语言具有一些专用的概念，我们分别进行讨论：
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 。比如：

清单 1. map 函数

复制代码 代码如下:

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;
});
print(mapped);
运行这段代码，将会打印：
2,4,6,8,9// 对数组 [1,3,5,7,8] 中每一个元素加 1

注意 map 函数的调用，map 的第二个参数为一个函数，这个函数对 map 的第一个参数 ( 数组 ) 中的每一个都有作用，但是对于 map 之外的代码可能没有任何意义，因此，我们无需为其专门定义一个函数，匿名函数已经足够 。
柯里化
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，并且返回接受余下的参数而且返回结果的新函数的技术 。这句话有点绕口，我们可以通过例子来帮助理解：
清单 2. 柯里化函数
复制代码 代码如下:

function adder(num){
return
function (x){
return num + x;
}
}
var add5 = adder(5);
var add6 = adder(6);
print(add5(1));
print(add6(1));

结果为：
6
7
比较有意思的是：函数 adder 接受一个参数，并返回一个函数，这个返回的函数可以被预期的那样被调用 。变量 add5 保持着 adder(5) 返回的函数，这个函数可以接受一个参数，并返回参数与 5 的和 。
柯里化在 DOM 的回调中非常有用，我们将在下面的小节中看到 。
高阶函数
高阶函数即为对函数的进一步抽象，事实上，我们在匿名函数小节提到的 map 函数即为一种高阶函数，在很多的函数式编程语言中均有此函数 。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，因此称之为“高阶”函数：

清单 3. 高阶函数
复制代码 代码如下:

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;
});
print(mapped);
var mapped2 = map(["one", "two", "three", "four"],
function (item){
return "("+item+")";
});
print(mapped2);


将会打印如下结果：
2,4,6,8,9
(one),(two),(three),(four)// 为数组中的每个字符串加上括号

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 。
JavaScript 中的函数式编程
JavaScript 是一门被误解甚深的语言，由于早期的 Web 开发中，充满了大量的 copy-paste 代码，因此平时可以见到的 JavaScript 代码质量多半不高，而且 JavaScript 代码总是很飞动的不断闪烁的 gif 广告，限制网页内容的复制等联系在一起的，因此包括 Web 开发者在内的很多人根本不愿意去学习 JavaScript 。
这种情形在 Ajax 复兴时得到了彻底的扭转，Google Map，Gmail 等 Ajax 应用的出现使人们惊叹：原来 JavaScript 还可以做这样的事！很快，大量优秀的 JavaScript/Ajax 框架不断出现，比如 Dojo，Prototype，jQuery，ExtJS 等等 。这些代码在给页面带来绚丽的效果的同时，也让开发者看到函数式语言代码的优雅 。
函数式编程风格
在 JavaScript 中，函数本身为一种特殊对象，属于顶层对象，不依赖于任何其他的对象而存在，因此可以将函数作为传出 / 传入参数，可以存储在变量中，以及一切其他对象可以做的事情 ( 因为函数就是对象 ) 。
JavaScript 被称为有着 C 语法的 LISP，LISP 代码的一个显著的特点是大量的括号以及前置的函数名，比如：

清单 4. LISP 中的加法
(+ 1 3 4 5 6 7)

加号在 LISP 中为一个函数，这条表达式的意思为将加号后边的所有数字加起来，并将值返回，JavaScript 可以定义同样的求和函数：

清单 5. JavaScript 中的求和
复制代码 代码如下:

function sum(){
var res = 0;
for ( var i = 0, len = arguments.length; i < len; i++){
res += parseInt(arguments[i]);
}
return res;
}
print(sum(1,2,3));
print(sum(1,2,3,4,6,7,8));

运行此段代码，得到如下结果：
6
31

如果要完全模拟函数式编码的风格，我们可以定义一些诸如：

清单 6. 一些简单的函数抽象
复制代码 代码如下:

function add(a, b){ return a+b; }
function sub(a, b){ return a-b; }
function mul(a, b){ return a*b; }
function div(a, b){ return a/b; }
function rem(a, b){ return a%b; }
function inc(x){ return x + 1; }
function dec(x){ return x - 1; }
function equal(a, b){ return a==b; }
function great(a, b){ return a>b; }
function less(a, b){ return a<b; }

这样的小函数以及谓词，那样我们写出的代码就更容易被有函数式编程经验的人所接受：