函数式编程

什么是函数式编程？

函数式编程是一种编程范式，它将计算视为数学函数的求值，避免状态变更和可变数据。

函数式编程的核心原则

1. 纯函数：相同的输入总是产生相同的输出，没有副作用
2. 不可变数据：数据一旦创建就不能修改
3. 函数是一等公民：函数可以作为参数传递，作为返回值，存储在变量中
4. 高阶函数：接受函数作为参数或返回函数的函数
5. 递归：使用递归代替循环
6. 函数组合：将多个简单函数组合成复杂函数

纯函数

纯函数的特点

• 无副作用：不修改外部状态或变量
• 确定性：相同输入总是产生相同输出
• 可测试性：容易编写单元测试
• 可缓存性：可以缓存结果提高性能

纯函数示例

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

// 非纯函数（修改了外部变量）
let total = 0;
function addToTotal(value) {
  total += value; // 副作用：修改了外部变量
  return total;
}

// 非纯函数（依赖外部状态）
function getRandomNumber() {
  return Math.random(); // 副作用：依赖外部状态
}

不可变数据

为什么使用不可变数据？

• 减少副作用
• 避免意外修改
• 提高代码可预测性
• 便于调试和测试

实现不可变数据的方法

// 使用 Object.freeze()
const person = Object.freeze({ name: 'Alice', age: 30 });

// 函数式更新对象
function updateName(person, newName) {
  return { ...person, name: newName };
}

// 函数式更新数组
function addItem(array, item) {
  return [...array, item];
}

function removeItem(array, index) {
  return [...array.slice(0, index), ...array.slice(index + 1)];
}

高阶函数

常见的高阶函数

• map：将数组中的每个元素映射到新值
• filter：过滤数组中的元素
• reduce：将数组归约为单个值
• forEach：遍历数组
• find：查找符合条件的元素
• some：检查是否有元素符合条件
• every：检查是否所有元素都符合条件

高阶函数示例

// 自定义高阶函数
function withLogging(fn) {
  return function(...args) {
    console.log('Calling function with arguments:', args);
    const事情 = fn(...args);
    console.log('Function returned:', result);
    return result;
  };
}

const addWithLogging = withLogging((a, b) => a + b);
addWithLogging(2, 3); // 输出: Calling function with arguments: [2, 3], Function returned: 5

函数组合

函数组合的概念

函数组合是将多个函数连接起来，前一个函数的输出作为后一个函数的输入。

函数组合示例

// 简单的函数组合
function compose(f, g) {
  return function(x) {
    return f(g(x));
  };
}

// 使用函数组合
const toUpperCase = str => str.toUpperCase();
const exclaim = str => str + '!';
const shout = compose(exclaim, toUpperCase);