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函數(shù)式編程簡介
說到函數(shù)式編程,人們的第一印象往往是其學院派,晦澀難懂,大概只有那些蓬頭散發(fā),不修邊幅,甚至有些神經(jīng)質(zhì)的大學教授們才會用的編程方式。這可能在歷史上的某個階段的確如此,但是近來函數(shù)式編程已經(jīng)在實際應用中發(fā)揮著巨大作用了,而更有越來越多的語言不斷的加入諸如 閉包,匿名函數(shù)等的支持,從某種程度上來講,函數(shù)式編程正在逐步“同化”命令式編程。
函數(shù)式編程思想的源頭可以追溯到 20 世紀 30 年代,數(shù)學家阿隆左 . 丘奇在進行一項關于問題的可計算性的研究,也就是后來的 lambda 演算。lambda 演算的本質(zhì)為 一切皆函數(shù),函數(shù)可以作為另外一個函數(shù)的輸出或者 / 和輸入,一系列的函數(shù)使用最終會形成一個表達式鏈,這個表達式鏈可以最終求得一個值,而這個過程,即為計算的本質(zhì)。
然而,這種思想在當時的硬件基礎上很難實現(xiàn),歷史最終選擇了同丘奇的 lambda 理論平行的另一種數(shù)學理論:圖靈機作為計算理論,而采取另一位科學家馮 . 諾依曼的計算機結(jié)構(gòu),并最終被實現(xiàn)為硬件。由于第一臺計算機即為馮 . 諾依曼的程序存儲結(jié)構(gòu),因此運行在此平臺的程序也繼承了這種基因,程序設計語言如 C/Pascal 等都在一定程度上依賴于此體系。
到了 20 世紀 50 年代,一位 MIT 的教授 John McCarthy 在馮 . 諾依曼體系的機器上成功的實現(xiàn)了 lambda 理論,取名為 LISP(LISt Processor), 至此函數(shù)式編程語言便開始活躍于計算機科學領域。
函數(shù)式編程語言特性
在函數(shù)式編程語言中,函數(shù)是第一類的對象,也就是說,函數(shù) 不依賴于任何其他的對象而可以獨立存在,而在面向?qū)ο蟮恼Z言中,函數(shù) ( 方法 ) 是依附于對象的,屬于對象的一部分。這一點 j 決定了函數(shù)在函數(shù)式語言中的一些特別的性質(zhì),比如作為傳出 / 傳入?yún)?shù),作為一個普通的變量等。
區(qū)別于命令式編程語言,函數(shù)式編程語言具有一些專用的概念,我們分別進行討論:
匿名函數(shù)
在函數(shù)式編程語言中,函數(shù)是可以沒有名字的,匿名函數(shù)通常表示:“可以完成某件事的一塊代碼”。這種表達在很多場合是有用的,因為我們有時需要用函數(shù)完成某件事,但是這個函數(shù)可能只是臨時性的,那就沒有理由專門為其生成一個頂層的函數(shù)對象。比如:
清單 1. map 函數(shù)
復制代碼 代碼如下:
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);
運行這段代碼,將會打?。?
2,4,6,8,9// 對數(shù)組 [1,3,5,7,8] 中每一個元素加 1
注意 map 函數(shù)的調(diào)用,map 的第二個參數(shù)為一個函數(shù),這個函數(shù)對 map 的第一個參數(shù) ( 數(shù)組 ) 中的每一個都有作用,但是對于 map 之外的代碼可能沒有任何意義,因此,我們無需為其專門定義一個函數(shù),匿名函數(shù)已經(jīng)足夠。
柯里化
柯里化是把接受多個參數(shù)的函數(shù)變換成接受一個單一參數(shù)(最初函數(shù)的第一個參數(shù))的函數(shù),并且返回接受余下的參數(shù)而且返回結(jié)果的新函數(shù)的技術(shù)。這句話有點繞口,我們可以通過例子來幫助理解:
清單 2. 柯里化函數(shù)
復制代碼 代碼如下:
function adder(num){
return
function (x){
return num + x;
}
}
var add5 = adder(5);
var add6 = adder(6);
print(add5(1));
print(add6(1));
結(jié)果為:
6
7
比較有意思的是:函數(shù) adder 接受一個參數(shù),并返回一個函數(shù),這個返回的函數(shù)可以被預期的那樣被調(diào)用。變量 add5 保持著 adder(5) 返回的函數(shù),這個函數(shù)可以接受一個參數(shù),并返回參數(shù)與 5 的和。
柯里化在 DOM 的回調(diào)中非常有用,我們將在下面的小節(jié)中看到。
高階函數(shù)
高階函數(shù)即為對函數(shù)的進一步抽象,事實上,我們在匿名函數(shù)小節(jié)提到的 map 函數(shù)即為一種高階函數(shù),在很多的函數(shù)式編程語言中均有此函數(shù)。map(array, func) 的表達式已經(jīng)表明,將 func 函數(shù)作用于 array 中的每一個元素,最終返回一個新的 array,應該注意的是,map 對 array 和 func 的實現(xiàn)是沒有任何預先的假設的,因此稱之為“高階”函數(shù):
清單 3. 高階函數(shù)
復制代碼 代碼如下:
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);
將會打印如下結(jié)果:
2,4,6,8,9
(one),(two),(three),(four)// 為數(shù)組中的每個字符串加上括號
mapped 和 mapped2 均調(diào)用了 map,但是得到了截然不同的結(jié)果,因為 map 的參數(shù)本身已經(jīng)進行了一次抽象,map 函數(shù)做的是第二次抽象,高階的“階”可以理解為抽象的層次。
JavaScript 中的函數(shù)式編程
JavaScript 是一門被誤解甚深的語言,由于早期的 Web 開發(fā)中,充滿了大量的 copy-paste 代碼,因此平時可以見到的 JavaScript 代碼質(zhì)量多半不高,而且 JavaScript 代碼總是很飛動的不斷閃爍的 gif 廣告,限制網(wǎng)頁內(nèi)容的復制等聯(lián)系在一起的,因此包括 Web 開發(fā)者在內(nèi)的很多人根本不愿意去學習 JavaScript。
這種情形在 Ajax 復興時得到了徹底的扭轉(zhuǎn),Google Map,Gmail 等 Ajax 應用的出現(xiàn)使人們驚嘆:原來 JavaScript 還可以做這樣的事!很快,大量優(yōu)秀的 JavaScript/Ajax 框架不斷出現(xiàn),比如 Dojo,Prototype,jQuery,ExtJS 等等。這些代碼在給頁面帶來絢麗的效果的同時,也讓開發(fā)者看到函數(shù)式語言代碼的優(yōu)雅。
函數(shù)式編程風格
在 JavaScript 中,函數(shù)本身為一種特殊對象,屬于頂層對象,不依賴于任何其他的對象而存在,因此可以將函數(shù)作為傳出 / 傳入?yún)?shù),可以存儲在變量中,以及一切其他對象可以做的事情 ( 因為函數(shù)就是對象 )。
JavaScript 被稱為有著 C 語法的 LISP,LISP 代碼的一個顯著的特點是大量的括號以及前置的函數(shù)名,比如:
清單 4. LISP 中的加法
(+ 1 3 4 5 6 7)
加號在 LISP 中為一個函數(shù),這條表達式的意思為將加號后邊的所有數(shù)字加起來,并將值返回,JavaScript 可以定義同樣的求和函數(shù):
清單 5. JavaScript 中的求和
復制代碼 代碼如下:
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));
運行此段代碼,得到如下結(jié)果:
6
31
如果要完全模擬函數(shù)式編碼的風格,我們可以定義一些諸如:
清單 6. 一些簡單的函數(shù)抽象
復制代碼 代碼如下:
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; }
這樣的小函數(shù)以及謂詞,那樣我們寫出的代碼就更容易被有函數(shù)式編程經(jīng)驗的人所接受:
JavaScript技術(shù):JavaScript 函數(shù)式編程實踐(來自IBM)第1/3頁,轉(zhuǎn)載需保留來源!
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