聊聊函数式编程中的“式”

当谈到函数式编程的"式"时，通常指的是函数的组合、转换和应用，以及处理数据的方式和风格。在函数式编程中，式是用来构建程序逻辑的基本单元。

下面更详细解释函数式编程中的几个关键式：

函数的组合：

函数式编程中，将多个函数组合成一个新的函数是常见的操作。函数组合可以通过函数的返回值作为另一个函数的输入来实现，实现函数的复用和组合。

示例：假设有两个函数 f 和 g ，函数 g 的输入为函数 f 的输出，可以通过函数的组合来实现： h = g(f(x))。

const compose = f => g => x => f(g(x));
const f = compose (x => x * 4) (x => x + 3);
f(2) // 20

上面代码中，compose就是一个函数合成器，用于将两个函数合成一个函数。

函数的转换

函数式编程中，可以对函数进行一系列转换，例如柯里化（Currying）、部分应用 (Partial Application)等。这些转换可以将函数的参数进行重组或固定，不仅使得函数更灵活，还能简化函数调用的方式。

• 柯里化指的是将一个多参数的函数拆分成一系列函数，每个拆分后的函数都只接受一个参数（unary）。

function add (a, b) {
  return a + b;
}
add(1, 1) // 2

上面代码中，函数add接受两个参数a和b。

柯里化就是将上面的函数拆分成两个函数，每个函数都只接受一个参数。

function add (a) {
  return function (b) {
    return a + b;
  }
}
// 或者采用箭头函数写法
const add = x => y => x + y;
const f = add(1);
f(1) // 2

• 部分应用（Partial Application）是一种函数式编程的技术，它允许我们固定函数的一部分参数，并返回一个新的函数。这样做可以减少函数调用时需要提供的参数数量，从而使函数更加灵活和可重用。

举一个简单业务实例理解一下：

假设在我们的业务中，我们经常要给同一个用户发送邮件，主题和内容都是固定的，只需要提供收件人地址就可以了。我们可以使用部分应用来创建一个新的函数，该函数只需要提供收件人地址就可以调用 sendEmail，而无需每次都重复输入主题和内容。

function sendEmail(to, subject, message) {
  // 发送电子邮件的逻辑代码
  console.log(`发送电子邮件给 ${to}，主题为 ${subject}，内容为 ${message}`);
}

const sendWelcomeEmail = sendEmail.bind(null, "hello@example.com", "欢迎加入我们");

sendWelcomeEmail("user1@example.com"); // 调用新函数，输出：发送电子邮件给 user1@example.com，主题为 欢迎加入我们，内容为 undefined
sendWelcomeEmail("user2@example.com"); // 调用新函数，输出：发送电子邮件给 user2@example.com，主题为 欢迎加入我们，内容为 undefined

在上述示例中，我们使用 bind() 方法将 sendEmail 函数的前两个参数（固定的主题和内容）绑定为 "hello@example.com" 和 "欢迎加入我们"。然后，我们创建一个新的函数 sendWelcomeEmail，该函数只需要提供收件人地址作为参数。

每当我们调用 sendWelcomeEmail 函数时，它会自动将绑定的参数 "hello@example.com"、"欢迎加入我们"，以及传递的收件人地址一起传递给 sendEmail 函数来发送欢迎邮件。

函数的应用

函数式编程中，函数的应用是指将函数应用于输入数据，通过函数对数据进行转换、过滤、聚合等操作。函数的应用通常采用高阶函数的方式，即将函数作为参数传递给另一个函数。

示例：在函数式编程中，常用 map、reduce、filter 等高阶函数来对列表或集合中的元素进行转换、合并或筛选。

数据的处理方式和风格

函数式强调实用纯函数 和不可变性来处理数据。

函数式编程中，常常使用不可变数据结构来表示数据，并通过创建新的数据结构来进行操作和更新，而不是直接修改原来的数据。

• 纯函数纯函数是指对于相同的输入，总是返回相同的输出，且没有任何副作用。

1. 加法函数：

function add(a, b) {
  return a + b;
}

这个函数是纯函数，因为它只是接收两个参数并返回它们的和。它没有副作用，不会修改任何外部状态，也不依赖于可变的数据。

2. 平方函数：

function square(x) {
  return x * x;
}

这个函数也是纯函数。对于相同的输入值，它总是返回相同的输出值。它没有副作用，不会改变任何外部环境，也不依赖于外部状态。

3. 数组排序函数：

function sortArray(arr) {
  return arr.sort();
}

这个函数不是纯函数，因为它直接修改了传入的数组，并且返回修改后的数组。它有副作用，修改了传入的参数，可能会影响到其他代码对该数组的引用。

4. 获取当前时间函数：

function getCurrentTime() {
  return new Date().getTime();
}

这个函数也不是纯函数，因为它会依赖外部状态（当前时间），每次调用都会返回不同的输出。它对外部的时间状态有依赖，因此在不同的时间点调用会返回不同的结果。

• 不可变性是指数据一旦创建就无法被修改。在函数式编程中，强调使用不可变数据结构，这样可以避免副作用和意外的修改，从而使代码更可靠、可维护，并且具有更好的并发性。

1. 字符串不可变性：

const str = "Hello";
const newStr = str.toUpperCase();

console.log(str);      // 输出："Hello"
console.log(newStr);   // 输出："HELLO"

在这个示例中，toUpperCase 方法返回一个新的字符串，它将原始字符串的内容转换为大写。原始字符串 str 仍然保持不变，它始终是 "Hello"。这是因为字符串是不可变的，一旦创建就不能被修改。

2. 数组不可变性：

const arr = [1, 2, 3];
const newArr = arr.map(num => num * 2);

console.log(arr);      // 输出：[1, 2, 3]
console.log(newArr);   // 输出：[2, 4, 6]

在这个示例中，map 方法返回一个新的数组，其中每个元素都是原始数组中的元素乘以 2。原始数组 arr 保持不变，它仍然是 [1, 2, 3]。同样，这是因为数组是不可变的数据结构。

3. 对象不可变性：

const person = { name: "Alice", age: 30 };
const newPerson = { ...person, age: 31 };

console.log(person);      // 输出：{ name: "Alice", age: 30 }
console.log(newPerson);   // 输出：{ name: "Alice", age: 31 }

在这个示例中，使用展开运算符 ... 创建了一个浅拷贝的新对象 newPerson，其中修改了 age 属性的值。原始对象 person 仍然保持不变，它的值仍然是 { name: "Alice", age: 30 }。这是因为对象也是不可变的数据结构，一旦创建就不能被修改。