初识函数式编程

一、什么是函数式编程

函数式编程（Functional Programming），又称泛函编程，可以理解为一种约定的编程规范。函数式编程是将电脑运算看做数学上的函数运算，其数学基础来源于λ验算。

函数式编程不是用函数来编程，也不是面向过程编程。函数式编程更注重程序执行的结果，运算过程尽量写成一系列嵌套的函数调用。

二、函数式编程的一些特点

• 函数是“一等公民”。函数与其他数据类型一样，可以赋值给其他变量，可以作为参数传入别的函数，也可以作为别的函数的返回值。
• 只有“表达式”，没有“语句”。与指令式编程不同，函数式编程中，没有语句，只有表达式。
• 没有副作用。所谓“副作用”（side effect），就是指函数内部与外部互动。
• 不修改状态。函数式编程只会返回新的值，而不会修改值。
• 引用透明。函数运行只靠参数。

三、函数式编程的核心概念

1. 纯函数
   满足相同的输入总会得到相同的输出条件的函数就是纯函数。纯函数没有任何可观察的副作用，也不依赖于外部环境的状态。纯函数有很多很棒的特性，如可缓存性。但是纯函数的可拓展性比较差，这一点可以通过柯里化解决。

2. 函数的柯里化
   柯里化就是传给函数一部分参数，返回一个函数处理剩下的参数。
   柯里化是一种“预加载”函数的方法。
   举个例子

   // 柯里化之前
   function add(x,y){
          return x + y;
   }
   add(1, 2);
   
   // 柯里化之后
   function addX(y){
          return function(x){
              return x + y;
          }
   }
   addX(2)(1)

3. 函数组合
   为了解决函数嵌套的问题，我们需要用到函数组合。

   const compose = (f, g) => (x => f(g(x)));

   通过函数组合，我们可以将任意个纯函数连起来，组成我们想要的函数。

4. Point Free
   Point Free是一种编程风格，Point Free不使用要处理的值，只合成运算过程，也可以叫做“无值”风格，特点是保持代码的简洁和通用。
   Point Free的一种应用是把对象原生的一些方法转化为纯函数。

5. 声明式与命令式代码
   命令式代码是我们通过一条条指令让计算机去执行动作。
   声明式代码是我们通过写表达式的方式来声明我们想干什么。

   // 命令式
   let parents = [];
   for (var i=0; i<children.length; i++){
          parents.push(children[i].parent);
   }
   //声明式
   let parents = children.map(child => child.parent);

6. 惰性求值、惰性函数
   在指令式编程中，由于每个函数都有可能改变或依赖于外部的状态，因此必须顺序执行。而在函数式编程中，我们可以把代码的结果延迟到需要时在执行。这样可以最小化计算机要做的工作。

7. 高阶函数
   函数当参数，把传入的函数封装，然后返回这个封装函数，达到更高程度的抽象。

8. 尾调用优化
   指函数内部的最后一个动作是函数调用。该调用的返回值，直接返回给函数。函数调用自身，称为递归。如果尾调用自身，就称为尾递归。

   // 不是尾递归，无法优化
      function factorial(n) {  
        if (n === 1) return 1;
        return n * factorial(n - 1);
      }
      //尾递归
      function factorial(n, total) {
       if (n === 1) return total;
        return factorial(n - 1, n * total);
      }

   在“尾调用优化”中，只保留内层函数的调用记录。如果所有函数都是尾调用，那么完全可以做到每次执行时，调用记录只有一项，这将大大节省内存。这就是“尾调用优化”的意义。
   在ES6中第一次明确规定，所有 ECMAScript 的实现，都必须部署“尾调用优化”。这就是说，在 ES6 中，只要使用尾递归，就不会发生栈溢出，相对节省内存。

四、函数式编程有什么好处

1. 接近自然语言，便于理解
   函数式编程自由度很高，利于写为链式表达式，让人一眼能看明白。

   // 表达式 （1 + 2）* 3 - 4
   subtract(multiply(add(1,2), 3), 4)
   // 函数式表达式
   add(1,2).multiply(3).subtract(4)

2. 方便管理
   函数式编程不依赖也不会影响外部状态，因此每个函数可以看做独立的单元，易于单元测试和纠错，以及模块化组合。

3. 易于“并发编程”

4. 代码热升级
   函数式编程没有副作用，只要保证接口不变，内部实现与外部无关。所以可以在运行状态直接升级代码。

五、函数式编程与JavaScript

• Rx.js
• Cycle.js
• Underscore.js
• Lodash.js
• Ramda.js

参考资料:
维基百科
阮一峰的网络日志