函数式编程与优美的 JavaScript

函数式编程

 

      函数式编程只描述在程序输入上执行的操作，不必使用临时变量保存中间结果。重点是捕捉 “是什么以及为什么”，而不是 “如何做”。与将重点放在执行连续命令上的过程性编程相比，函数式编程的重点是函数的定义而不是状态机（state machine）的实现。

      大型知识管理系统应用程序从使用函数式编程风格上受益颇多，因为函数式编程简化了开发。

 

 

函数式编程概念

在那些通过描述 “如何做” 指定解决问题的方法的语言中，许多开发人员都知道如何进行编码。例如，要编写一个计算阶乘的函数，我可以编写一个循环来描述程序，或者使用递归来查找所有数字的乘积。在这两种情况下，计算的过程都在程序中进行了详细说明。  清单1显示了一个计算阶乘的可能使用的 C 代码。

清单 1. 过程风格的阶乘

			
int factorial (int n)
{
  if (n <= 0)
    return 1;
  else
    return n * factorial (n-1);
}

 

这类语言也叫做过程性 编程语言，因为它们定义了解决问题的过程。函数式编程与这个原理有显著不同。在函数式编程中，需要描述问题 “是什么”。 函数式编程语言又叫做声明性 语言。同样的计算阶乘的程序可以写成所有到 n 的数字的乘积。计算阶乘的典型函数式程序看起来如 清单2 中的示例所示。

清单 2. 函数式风格的阶乘

				
factorial n, where n <= 0 	:= 1
factorial n    := foldr * 1 take n [1..]

 

第二个语句指明要得到从 1 开始的前 n 个数字的列表（take n [1..] ），然后找出它们的乘积，1 为基元。这个定义与前面的示例不同，没有循环或递归。它就像阶乘函数的算术定义。一旦了解了库函数（take 和 foldr ）和标记（list notation [ ] ）的意义，编写代码就很容易，而且可读性也很好。

从 历史上看，函数式编程语言不太流行有各种原因。但是最近，有些函数式编程语言正在进入计算机行业。其中一个例子就是 .NET 平台上的 Haskell。其他情况下，现有的一些语言借用了函数式编程语言中的一些概念。一些 C++ 实现中的迭代器和 continuation，以及 JavaScript 中提供的一些函数式构造（functional construct），就是这种借用的示例。但是，通过借用函数式构造，总的语言编程范例并没有发生变化。JavaScript 并没因为函数式构造的添加就变成了函数式编程语言。

我现在要讨论 JavaScript 中的函数式构造的各种美妙之处，以及在日常编码和工作中使用它们的方式。我们将从一些基本功能开始，然后用它们查看一些更有趣的应用。

匿名函数

在 JavaScript 中，可以编写匿名函数或没有名称的函数。为什么需要这样的函数？请继续往下读，但首先我们将学习如何编写这样一个函数。如果拥有以下 JavaScript 函数：
清单 3. 典型的函数

				
function sum(x,y,z) {
  return (x+y+z);
}

 

然后对应的匿名函数看起来应当如下所示：
清单 4. 匿名函数

				
function(x,y,z) {
  return (x+y+z);
}

 

要使用它，则需要编写以下代码：

清单 5. 应用匿名函数

				
var sum = function(x,y,z) {
  return (x+y+z);
}(1,2,3);
alert(sum);

 

使用函数作为值

也可以将函数作为值使用。还可以拥有一些所赋值是函数的变量。在最后一个示例中，还可以执行以下操作：
清单 6. 使用函数赋值

				
var sum = function(x,y,z) {
  return (x+y+z);
}
alert(sum(1,2,3));

 

在上面清单6的示例中，为变量 sum 赋的值是函数定义本身。这样，sum 就成了一个函数，可以在任何地方调用。

调用函数的不同方法

JavaScript 允许用两种方式调用函数，如清单7和8所示。

清单 7. 典型的函数应用

				
alert (“Hello, World!");

 

或

清单 8. 用函数作为表达式

				
(alert) (“Hello, World!");

 

所以也可以编写以下代码：

清单 9. 定义函数之后就可以立即使用它

( function(x,y,z) { return (x+y+z) } ) (1, 2, 3);

 

可以在括号中编写函数表达式，然后传递给参数，对参数进行运算。虽然在 清单8的示例中，有直接包含在括号中的函数名称，但是按 清单9 中所示方式使用它时，就不是这样了。

将函数作为参数传递给其他函数

也可以将函数作为参数传递给其他函数。虽然这不是什么新概念，但是在后续的示例中大量的使用了这个概念。可以传递函数参数，如 清单10 所示。

清单 10. 将函数作为参数传递，并应用该函数

				
var passFunAndApply = function (fn,x,y,z) { return fn(x,y,z); };

var sum = function(x,y,z) {
  return x+y+z;
};

alert( passFunAndApply(sum,3,4,5) ); // 12

 

执行最后一个 alert 语句输出了一个大小为 12 的值。

使用函数式概念

前一节介绍了一些使用函数式风格的编程概念。所给的示例并没有包含所有的概念，它们在重要性方面也没有先后顺序，只是一些与这个讨论有关的概念而已。下面对 JavaScript 中的函数式风格作一快速总结：

• 函数并不总是需要名称。
• 函数可以像其他值一样分配给变量。
• 函数表达式可以编写并放在括号中，留待以后应用。
• 函数可以作为参数传递给其他函数。

这一节将介绍一些有效使用这些概念编写优美的 JavaScript 代码的示例。（使用 JavaScript 函数式风格，可以做许多超出这个讨论范围的事。）

扩展数组排序

先来编写一个排序方法，可以根据数组元素的日期对数据进行排序。用 JavaScript 编写这个方法非常简单。数据对象的排序方法接受一个可选参数，这个可选参数就是比较函数。在这里，需要使用 清单11中的比较函数。

清单 11. 比较函数

function (x,y) {
	return x.date – y.date;
}

要得到需要的函数，请使用清单12的示例。

清单 12. 排序函数的扩展

arr.sort( function (x,y) {	return x.date – y.date; } );

其中 arr 是类型数组对象。排序函数会根据 arr 数组中对象的日期对所有对象进行排序。比较函数和它的定义一起被传递给排序函数，以完成排序操作。使用这个函数：

• 每个 JavaScript 对象都有一个 date 属性。
• JavaScript 的数组类型的排序函数接受可选参数，可选参数是用来排序的比较函数。这与 C 库中的 qsort 函数类似。

动态生成 HTML 的优美代码

在这个示例中，将看到如何编写优美的代码，从数组动态地生成 HTML。可以根据从数据中得到的值生成表格。或者，也可以用数组的内容生成排序和未排序的列表。也可以生成垂直或水平的菜单项目。

清单13中的代码风格通常被用来从数组生成动态 HTML。

清单 13. 生成动态 HTML 的普通代码

var str=' ';
for (var i=0;i<arr.length;i++) {
  var element=arr[i];
  str+=... HTML generation code...
}
document.write(str);

可以用 清单14的代码替换这个代码。

清单 14. 生成动态 HTML 的通用方式

						
Array.prototype.fold=function(templateFn) {
  var len=this.length;
  var str=' ';
  for (var i=0 ; i<len ; i++) 
	str+=templateFn(this[i]);
  return str;
}

function templateInstance(element) {
  return ... HTML generation code ...
}

document.write(arr.fold(templateInstance));

我使用 Array 类型的 prototype 属性定义新函数 fold。现在可以在后面定义的任何数组中使用该函数。

系列函数的应用

考虑以下这种情况：想用一组函数作为回调函数。为实现这一目的，将使用 window.setTimeout 函数，该函数有两个参数。第一个参数是在第二个参数表示的毫秒数之后被调用的函数。清单15 显示了完成此操作的一种方法。
清单 15. 在回调中调用一组函数

window.setTimeout(function(){alert(‘First!’);alert(‘Second!’);}, 5000);

清单16 显示了完成此操作的更好的方式。

清单 16. 调用系列函数的更好的方式

Function.prototype.sequence=function(g) {
  var f=this;
  return function() {
    f();g();
  }
};
function alertFrst() { alert(‘First!’); }
function alertSec() { alert(‘Second!’); }
setTimeout( alertFrst.sequence(alertSec), 5000);

在处理事件时，如果想在调用完一个回调之后再调用一个回调，也可以使用 清单16中的代码扩展。这可能是一个需要您自行完成的一个练习，现在您的兴趣被点燃了吧。