开发自己的前端工具库(二)：函数式编程

前言

本系列文章将通过自己的一个开发工具库的实战经验(踩过的坑)教大家如何开发属于自己的一个工具库，在这里你可以学到 Git 的使用规范，基础项目的搭建，代码编写的规范，函数式编程思想，TypeScript 实战，单元测试，编写文档和发布 NPM 包等等知识。

阅读文章你可能需要以下基础知识：

Git 的基本使用
TypeScript
ES6

项目源码

Windlike-Utils

系列目录

开发自己的工具库(一)：项目搭建

为什么要用函数式编程

因为函数式编程不会改变外部的变量，且对固定输入有唯一输出，这样我们可以不管函数内部的具体实现去使用它，而且可以很方便地通过组合多个函数而成我们想要的那个函数，更接近自然语言的表达。

比如我们要实现一个y=f(x)=2*x+1的函数，通常我们会这么写：

function f(x) {
    return 2*x + 1;
}

f(1);  // 3

而函数式编程则是将他们拆分为几个小函数，再组装起来使用：

function double(x) {
    return 2*x;
}

function plusOne(x) {
    return x + 1;
}

plusOne(double(1));  // 3

// 或者还有更好一点的写法，这里暂未实现，
// 这里只是写下他们的调用方法，具体下面的文会讲到
const doubleThenPlusOne = compose(plusOne, double);
doubleThenPlusOne(1);

纯函数

不可变性(immutable) 即对输入的实参及外部变量不能进行改变，没有副作用，以保证函数是“干净”的。
唯一性对每个固定输入的参数，都有唯一对应的输出结果，有点类似于数学里的y=f(x)，当输入的x不变，输出的y也不会改变

这是一个栗子：

const array = [1, 9, 9, 6];

// slice 是纯函数，因为它不会改变原数组，且对固定的输入有唯一的输出
array.slice(1, 2);  // [9, 9]
array.slice(1, 2);  // [9, 9]

// splice 不是纯函数，它即改变原数组，且对固定输入，输出的结果也不同
array.splice(0, 1);  // [9 ,9 ,6]
array.splice(0, 1);  // [9 ,6]

柯里化(Currying)

柯里化就是传递给函数一部分参数来调用它，让它返回一个函数去处理剩下的参数。我们上面实现了一个加一的函数，但当我们又需要一个加二的函数，又重新去写代码实现它的话效率是很低的，所以我们就需要柯里化,我们设想一下可不可以这样呢：

const plusOne = add(1);
const plusTwo = add(2);

plusOne(1);  // 2
plusTwo(2);  // 4

这样我们就可以很容易地得到想要的函数，下面是add函数的实现：

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

虽然基本满足我们现在的需求，但感觉还是不太方便，如果我们要实现三个或多个数的相加我们可能得这样写：

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

于是我们再设想一种更方便的方法：

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

const curryAdd = curry(add);
const plusOne = curryAdd(1);
const plusOneAndTwo - curryAdd(1, 2);

plusOne(2, 3);  // 6
plusOneAndTwo(3);  // 6
curryAdd(1)(2, 3);  // 6
curryAdd(1)(2)(3);  // 6

这样我们就可以自由产生需要参数不同的函数啦，下面是curry的实现方法(有兴趣的同学可以先思考下再看)：

  function curry<Return>(fn: Function): CurryFunction<Return> {
    // 记录传进来的函数总共需要多少个参数
    let paramsLength: number = fn.length;

    function closure(params: any[]): CurryFunction<Return> {

      let wrapper: CurryFunction<Return> = function (...newParams: any[]) {
        // 将所有的参数取出
        let allParams = [...params, ...newParams];

        if (allParams.length < paramsLength) {
          // 如果参数数量还不够则返回新的函数
          return closure(allParams);
        } else {
          // 否则返回结果
          return fn.apply(null, allParams);
        }
      };

      return wrapper;
    }

    return closure([]);
  }

可能有些不太好理解，一时看不懂的同学可以先跳过这里看下面~

这里是源码，及头文件定义

另外也可以用原生的bind函数来实现柯里化：

const plusOne = add.bind(null, 1);

plusOne(2, 3);

函数组合(Compose)

函数组合就是把多个不同的函数组合成一个新的函数。

比如这样：

// 将函数从右往左组合
const doubleThenPlusOne = compose(plusOne, double);

// 1*2 + 1
doubleThenPlusOne(1);  // 3

  function compose<Return>(...fn: any[]): (...params: any[]) => Return {
    return (...params: any[]): Return => {
      let i = fn.length - 1;
      let result = fn[i].apply(null, params);

      while (--i >= 0) {
        result = fn[i](result);
      }

      return result;
    };
  }

这里是源码，及头文件定义

延迟输出

有时候这个世界并不是那么美好的，并不是所有的代码都是那么“干净”的，比如 I/O 操作和 DOM 操作这些等待，因为这些操作都对外部有依赖，会对外部有影响。这时候就需要用延迟输出来保证我们的函数是“干净”的，例如下面实现的这个random函数:

  function random(min: number = 0, max: number, float: boolean): () => number {
    return (): number => {
      if (min > max) {
        [min, max] = [max, min];
      }
      if (float || min % 1 || max % 1) {
        return min + Math.random() * (max - min);
      }

      return min + Math.floor(Math.random() * (max - min + 1));
    };
  }

对于固定的输入，它总返回的是产生符合条件的随机数的函数，这样我们就通过“拖延症”来让我们的代码保持“干净”啦，是不是很机智呢！这样做的好处还有它通过闭包机制把参数都记住，缓存起来，下次可以不用重复传同样的参数：

const createRandomNumber = random(1, 100, false);

createRandomNumber();
createRandomNumber();  // 可以多次重复调用产生 1 到 100 随机数

总结

本章节讲了函数式编程的一些主要概念，以及为何用它来开发一个工具库是很好的，因为纯函数都是“干净”的，不依赖外部也不会对外部有影响，不用担心会影响到原有的代码。

下章节我们来讲下如何为自己的项目编写测试用例。