从redux的纯函数到函数式编程

本文作者：ivweb 王少飞 原文出处：IVWEB社区</span> 未经同意，禁止转载

在做业务时我们用react+redux框架，其中redux的reducers是用的纯函数。这里什么是纯函数？为什么要用纯函数？纯函数的好处是什么？接下来的我们一起研究下。

redux强调reducers一定要是纯函数

什么是纯函数

满足以上两条的函数成为纯函数：

• 在相同的输入值时，需产生相同的输出。函数的输出和输入值以外的其他隐藏信息或状态无关，也和由I/O设备产生的外部输出无关

• 不能有语义上可观察的函数副作用，诸如“触发事件”，使输出设备输出，或更改输出值以外物件的内容等

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图一

图一中slice函数在相同的输入时，输出总是一样的，并且arr并没有改变，所以是纯函数

图二

图二中splice函数在输入相同是，输出并不相同，并且arr发生了改变，所以是非纯函数

// 纯函数
function plus1(a) {
     return a + 1;
}

// 这里在输入1时，返回的永远是2
plus1(1); // => 2;  

// 非纯函数
var b = 2;
function plus2(a) {
    return b + a;
}

plus2(1); // => 3;

// plus2引用了外部变量b，如果b发生变化，在输入相同的情况下，输出也会发生变化。
b = 3;
plus2(1); // => 4;

redux中的reducers为什么要用纯函数

如下图所示，如果我们把reducers的纯函数修改为不纯的函数：

纯函数的代码

修改为不纯的函数，我们在reducer内修改了旧的state变量

下面来看下redux是如何处理的

reducer将旧的状态（prev）和要修改的数据一起传进去，然后返回一个新的（next）状态，prev和next相比较来确定storge数据是否改变。如果我们用不纯的函数，prev和next将一致，就算数据改变，hasChanged也会是false。

函数式编程与纯函数

维基百科的解释不太通俗，我们来看下他具有那些特点：

• 函数是"第一等公民"

所谓"第一等公民"（first class），指的是函数与其他数据类型一样，处于平等地位，可以赋值给其他变量，也可以作为参数，传入另一个函数，或者作为别的函数的返回值。

• 只用"表达式"，不用"语句"

"表达式"（expression）是一个单纯的运算过程，总是有返回值；"语句"（statement）是执行某种操作，没有返回值。函数式编程要求，只使用表达式，不使用语句。也就是说，每一步都是单纯的运算，而且都有返回值。 原因是函数式编程的开发动机，一开始就是为了处理运算（computation），不考虑系统的读写（I/O）。"语句"属于对系统的读写操作，所以就被排斥在外。 当然，实际应用中，不做I/O是不可能的。因此，编程过程中，函数式编程只要求把I/O限制到最小，不要有不必要的读写行为，保持计算过程的单纯性。

• 没有"副作用"

所谓"副作用"（side effect），指的是函数内部与外部互动（最典型的情况，就是修改全局变量的值），产生运算以外的其他结果。 函数式编程强调没有"副作用"，意味着函数要保持独立，所有功能就是返回一个新的值，没有其他行为，尤其是不得修改外部变量的值。

• 不修改状态

上一点已经提到，函数式编程只是返回新的值，不修改系统变量。因此，不修改变量，也是它的一个重要特点。 在其他类型的语言中，变量往往用来保存"状态"（state）。不修改变量，意味着状态不能保存在变量中。函数式编程使用参数保存状态。

• 引用透明

引用透明（Referential transparency），指的是函数的运行不依赖于外部变量或"状态"，只依赖于输入的参数，任何时候只要参数相同，引用函数所得到的返回值总是相同的。 有了前面的第三点和第四点，这点是很显然的。其他类型的语言，函数的返回值往往与系统状态有关，不同的状态之下，返回值是不一样的。这就叫"引用不透明"，很不利于观察和理解程序的行为。

从后面三点可以看出：函数式编程要求函数也会是纯函数。

函数式编程来举个例子

传统的编程语言可能是这样

var a = 1 + 2;
var b = a * 3;
var c = b - 4;

函数式编程是这样：

var result = subtract(multiply(add(1,2), 3), 4);

看下它有哪些好处：

• 代码简洁，开发快速

函数式编程大量使用函数，减少了代码的重复，因此程序比较短，开发速度较快。

• 接近自然语言，易于理解

函数式编程的自由度很高，可以写出很接近自然语言的代码。

• 更方便的代码管理

函数式编程不依赖、也不会改变外界的状态，只要给定输入参数，返回的结果必定相同。因此，每一个函数都可以被看做独立单元，很有利于进行单元测试（unit testing）和除错（debugging），以及模块化组合。

• 易于"并发编程"
  函数式编程不需要考虑"死锁"（deadlock），因为它不修改变量，所以根本不存在"锁"线程的问题。不必担心一个线程的数据，被另一个线程修改，所以可以很放心地把工作分摊到多个线程，部署"并发编程"（concurrency）。

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函数式编程深入理解（待续）