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JavaScript-可维护代码编写，函数式编程与纯函数

JavaScript是函数式编程与面向对象编程的混合编程语言，加上本身一些可扩展性（比如：函数参数个数及类型的不确定），使得JavaScript非常灵活，当然也可以说非常不可控。正是这个特点，使得一个团队维护一个共同的前端项目时，JavaScript代码可能非常难以读懂。试想，你新加入一个团队，让你去读别人的代码本身就不太容易，如果团队的注释习惯及编程风格不太好，真的很难读懂每个js文件到底在干什么。因此，编写可维护的高质量代码真的非常重要。

1. 问题来源

阅读代码比阅读文章困难是因为，一段代码可能会依赖很多函数，你为了了解每个函数的作用不得不跳到其他代码块，这不符合我们的阅读习惯。 偶尔在一本书中看到这样一句话：“面向对象语言的问题是，它们永远都要随身携带那些隐式的环境。你只需要一个香蕉，但却得到一个拿着香蕉的大猩猩…以及整个丛林”。所以，尝试在我们的代码中更巧妙利用JavaScript的特点，使用函数式编程，可以使得我们的JS代码可维护性更高，可读性更强。

2. 使用纯函数来提高JS代码可维护性

首先我们来了解一下什么是函数式编程。

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。这一点就 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。

我们常听到这样一种说法，在JavaScript中函数是“一等公民”。当我们说函数是“一等公民”的时候，我们实际上说的是它们和其他对象都一样，你可以像对待任何其他数据类型一样对待它们——把它们存在数组里，当作参数传递，赋值给变量…等等。而函数式编程的一个基础就是纯函数。

纯函数是这样一种函数，即相同的输入，永远会得到相同的输出，而且没有任何可观察的副作用。

2.1 理解纯函数

实际上我们可以这样理解，纯函数就是这样一种函数，它不依赖于外部环境（例如：全局变量、DOM）、不改变外部环境（例如：发送请求、改变DOM结构），函数的输出完全由函数的输入决定。

比如 slice 和 splice，这两个函数的作用并无二致——但是注意，它们各自的方式却大不同，但不管怎么说作用还是一样的。我们说 slice 符合纯函数的定义是因为对相同的输入它保证能返回相同的输出。而 splice 却会嚼烂调用它的那个数组，然后再吐出来；这就会产生可观察到的副作用，即这个数组永久地改变了。

相关代码请查看

var array1 = [0,1,2,3,4,5,6];        var array2 = [0,1,2,3,4,5,6];        var spliceArray = array1.splice(0,2);        var sliceArray = array2.slice(0,2);        console.log('array1: ' + array1);        console.log('spliceArray: ' + spliceArray);        console.log('array2: ' + array2);        console.log('sliceArray: ' + sliceArray);

运行结果

array1: 2,3,4,5,6spliceArray: 0,1array2: 0,1,2,3,4,5,6sliceArray: 0,1

可以看到，splice改变了原始数组，而slice没有。我们认为，slice不改变原来数组的方式更加“安全”。改变原始组数，是一种“副作用”。

2.2 非纯函数可能带来的“副作用”

让我们来仔细研究一下“副作用”以便加深理解。那么，我们在纯函数定义中提到的万分邪恶的副作用到底是什么？

副作用是在计算结果的过程中，系统状态的一种变化，或者与外部世界进行的可观察的交互。

副作用可能包含，但不限于：

• 列表内容
• 更改文件系统
• 往数据库插入记录
• 发送一个 http 请求
• 可变数据
• 打印/log
  获取用户输入
• DOM 查询
• 访问系统状态
  这个列表还可以继续写下去。概括来讲，只要是跟函数外部环境发生的交互就都是副作用——这一点可能会让你怀疑无副作用编程的可行性。函数式编程的哲学就是假定副作用是造成不正当行为的主要原因。

function getName(obj){
               return obj.name;        }        function getAge(obj){
               return obj.age;        }        function selfIntroduction(people){
               console.log(getName(people));            console.log(getAge(people));        }        var Lee = {            name: 'LYY',            age: 25        };        selfIntroduction(Lee);

运行结果

LYY25

显然selfIntroduction这个函数不是纯函数，它依赖于getName、getAge两个函数，如果我不小心改变了其中某个函数的功能，这将使得selfIntroduction这个函数出现错误。你现在可能感觉自己不会犯这样的错误，但当网页变得复杂，且由多人维护的时候，这将是个很难发现的bug。

2.3 纯函数编程的优点

1. 可缓存性（Cacheable）
   纯函数总能够根据输入来做缓存。实现缓存的一种典型方式是 memoize 技术：

var memoize = function(f) {
               var cache = {};            return function() {
                   var arg_str = JSON.stringify(arguments);                cache[arg_str] = cache[arg_str] ? cache[arg_str] + '(from cache)' : f.apply(f, arguments);                return cache[arg_str];            };        };        var squareNumber  = memoize(function(x){
    return x*x; });        console.log(squareNumber(4));               console.log(squareNumber(4));         console.log(squareNumber(5));        console.log(squareNumber(5));

执行结果：

1616(from cache)2525(from cache)

1. 可移植（Portable）
   纯函数是完全自给自足的，它需要的所有东西都能轻易获得。仔细思考思考这一点…这种自给自足的好处是什么呢？首先，纯函数的依赖很明确，因此更易于观察和理解——没有偷偷摸摸的小动作。这使得你在阅读这种代码的时候更容易，一个函数完成一个功能，不再依赖其他函数或者变量。
2. 可测试（Testable）
   第三点，纯函数让测试更加容易。因为只要每次输入相同，纯函数将输出相同的结果，不需要多次测试同一个输入。
3. 合理性（Reasonable）
   很多人相信使用纯函数最大的好处是引用透明性（referential transparency）。如果一段代码可以替换成它执行所得的结果，而且是在不改变整个程序行为的前提下替换的，那么我们就说这段代码是引用透明的。
   由于纯函数总是能够根据相同的输入返回相同的输出，所以它们就能够保证总是返回同一个结果，这也就保证了引用透明性。
4. 并行代码（Parallel）
   最后一点，也是决定性的一点：我们可以并行运行任意纯函数。因为纯函数根本不需要访问共享的内存，而且根据其定义，纯函数也不会因副作用而进入竞争态（race condition）。
   并行代码在服务端 js 环境以及使用了 的浏览器那里是非常容易实现的，因为它们使用了线程（thread）。不过出于对非纯函数复杂度的考虑，当前主流观点还是避免使用这种并行。

3. 不要滥用函数式编程或者纯函数

以上分析提到了纯函数的很多优点，但是，这并不是要求我们编写的每一个函数都是纯函数。函数越“纯”，对环境依赖越少，往往意味着要输入更多参数。

3.1 可以提纯的情况举例

var pureHttpCall = memoize(function(url, params){
     return function() {
    return $.getJSON(url, params); }});

这里有趣的地方在于我们并没有真正发送 http 请求——只是返回了一个函数，当调用它的时候才会发请求。这个函数之所以有资格成为纯函数，是因为它总是会根据相同的输入返回相同的输出：给定了 url 和 params 之后，它就只会返回同一个发送 http 请求的函数。这种技巧结合 及 代码组合会使我们的JS代码清晰、可维护。

我写过一篇博客，你可以点击阅读。 代码组合其实比较简单，现在举例如下。

var compose = function(f, g) {
               return function(x) {
                   return f(g(x));            };        };        function getPeople(){
               return {};        }        function namePeople(p){
               p.name = 'Lee';            return p;        }        var definePeople = compose(namePeople, getPeople);        var people = definePeople();        console.log(people);

执行结果：

Object {name: “Lee”} 看，代码组合就是字面意思。

3.2 滥用函数式编程的举例

var getServerStuff = function(callback){
     return ajaxCall(function(json){
       return callback(json);  });};//如果你仔细分析这段代码，它就等价于var getServerStuff = ajaxCall;

分析过程：

// 这行return ajaxCall(function(json){
     return callback(json);});// 等价于这行return ajaxCall(callback);// 那么，重构下 getServerStuffvar getServerStuff = function(callback){
     return ajaxCall(callback);};// ...就等于var getServerStuff = ajaxCall;

还有这种控制器：

var BlogController = (function() {
     var index = function(posts) {
       return Views.index(posts);  };  var show = function(post) {
       return Views.show(post);  };  var create = function(attrs) {
       return Db.create(attrs);  };  var update = function(post, attrs) {
       return Db.update(post, attrs);  };  var destroy = function(post) {
       return Db.destroy(post);  };  return {index: index, show: show, create: create, update: update, destroy: destroy};})();

我们可以直接把它重写成：

var BlogController = {index: Views.index, show: Views.show, create: Db.create, update: Db.update, destroy: Db.destroy};

当你滥用函数式编程时，很可能使得你的代码很难懂。所以，我的建议是，代码保持最直接简洁的状态，尽量使用纯函数（容易维护）、适当情况下使用函数式编程（容易看懂）。

转载地址：http://isefn.baihongyu.com/