コアポイント

• 機能プログラミングは、不変性、一流の機能、引用の透明性、純粋な機能を強調するプログラミングパラダイムです。エレガントで保守可能で、スケーラブルで予測可能なコードを書くのに役立ちます。
• 機能プログラミングのコア原則には、純粋な関數（副作用のない関數出力に関連しない操作のない関數）、不変性（データの直接変更なし）、ファーストクラス関數（関數は他の値と同じように使用できます）および高次関數（そのパラメーターの1つ以上として関數を採用する関數、または関數を返す関數）。
• 機能プログラミングは、デバッグとテストが簡単なモジュラーコードを生成します。関數呼び出しは複數のコアに分布できるため、計算効率を改善することもできます。
• 機能的なプログラミングの原則は、任意のプログラミング言語に組み込まれ、オブジェクト指向プログラミングなどの他のプログラミングスタイルと組み合わせて使用??できます。純粋に使用されていなくても、コードで肯定的な結果を生み出すことができます。

プログラマーとして、エレガントで保守可能で、スケーラブルで予測可能なコードを書きたいと思うかもしれません。機能プログラミング（FP）の原則は、これらの目標を達成するのに大いに役立ちます。

機能プログラミングは、不変性、一流の機能、引用の透明性、純粋な機能を強調するパラダイムまたはスタイルです。これらの言葉の意味を理解していない場合は、心配しないでください！この記事では、これらすべての用語を分類します。

機能プログラミングは、関數の抽象化と一般化を中心に展開する數學システムであるλ計算に由來します。したがって、多くの機能的なプログラミング言語は非常に數學的であるように見えます。しかし、良いニュースは、機能的なプログラミング言語を使用して、機能的なプログラミング原則をコードに適用する必要はありません。この投稿では、JavaScriptを使用します。JavaScriptには、そのパラダイムに限定されることなく、機能的なプログラミングに適した多くの機能があります。

機能プログラミングのコア原則

機能プログラミングとは何かについて説明したので、FPの背後にある核となる原則について説明しましょう。

純粋な関數

機能をマシンと考えるのが好きです - 入力またはパラメーターを受け入れてから、何か、つまり戻り値を出力します。純粋な機能には、関數出力とは無関係の「副作用」や操作はありません。いくつかの潛在的な副作用には、値の印刷またはconsole.logで記録するか、関數の外側の変數を操作することが含まれます。

これは、非純粋な関數の例です：

let number = 2;

function squareNumber() {
  number = number * number; // 非純操作：操作函數外部的變量
  console.log(number); // 非純操作：控制臺記錄值
  return number;
}

squareNumber();

次の関數は純粋な関數です。入力を受け入れ、出力を生成します。

let number = 2;

function squareNumber() {
  number = number * number; // 非純操作：操作函數外部的變量
  console.log(number); // 非純操作：控制臺記錄值
  return number;
}

squareNumber();

純粋な関數は、関數の外側の狀態(tài)とは獨立して実行されるため、グローバルな狀態(tài)や自分の外の変數に依存しないでください。最初の例では、関數の外側で作成されたnumber変數を使用し、関數內で設定します。これはこの原則に違反します。グローバル変數の変更に大きく依存している場合、コードは予測不可能で追跡が困難になります。エラーが発生した場所と値が変化する理由を見つけることは、より困難です。代わりに、入力、出力、および機能ローカル変數のみを使用すると、デバッグが簡単になります。

さらに、関數は

參照透明度に従う必要があります。つまり、入力が與えられた場合、それらの出力は常に同じです。上記の例では、2を関數に渡すと、常に4が返されます。これは、API呼び出しや亂數の生成には當てはまりません。これらは2つの例です。同じ入力が與えられた場合、出力が返される場合と返されない場合があります。

// 純函數
function squareNumber(number) {
  return number * number;
}

squareNumber(2);

不変

関數プログラミングは、

invariability、つまり、直接変更されているものはありません。不変性は予測可能性をもたらします - データの価値がわかっているので、変更されません。コードをシンプルでテスト可能にし、分散型およびマルチスレッドシステムで実行します。

データ構造を使用すると、不変性が役割を果たすことがよくあります。 JavaScriptの多くの配列メソッドは、アレイを直接変更します。たとえば、

アレイの端から直接アイテムを削除しますが、.pop()を使用すると、配列の一部を取得できます。代わりに、機能パラダイムでは、配列をコピーして、プロセスで削除する要素を削除します。 .splice()

// 不具有引用透明性
Math.random();
// 0.1406399143589343
Math.random();
// 0.26768924082159495

// 我們直接修改 myArr
const myArr = [1, 2, 3];
myArr.pop();
// [1, 2]

ファーストクラス関數

機能プログラミングでは、機能は一流の機能です。つまり、他の値と同様に使用できます。関數の配列を作成し、それらを他の関數に引數として渡し、変數に保存できます。

// 我們復制數組而不包含最后一個元素，并將其存儲到變量中
let myArr = [1, 2, 3];
let myNewArr = myArr.slice(0, 2);
// [1, 2]
console.log(myArr);

Advanced Order Functions

高次関數は、2つの操作のいずれかを実行する関數です。パラメーターの1つ以上として関數を取るか、関數を返します。 JavaScriptには、多くのファーストクラスの高次関數が組み込まれています。これには、

、map、reduceなど、配列との対話にそれらを使用できます。 filter

は、私たちが提供する條件を満たす値のみを含む古い配列から新しい配列を返すために使用されます。 filter

let myFunctionArr = [() => 1 + 2, () => console.log("hi"), x => 3 * x];
myFunctionArr[2](2); // 6

const myFunction = anotherFunction => anotherFunction(20);
const secondFunction = x => x * 10;
myFunction(secondFunction); // 200

は、配列內のアイテムを反復し、提供されたロジックに従って各アイテムを変更するために使用されます。次の例では、値を2に乗算する関數を渡すことにより、各アイテムを配列內に2倍にします。 map map

const myArr = [1, 2, 3, 4, 5];

const evens = myArr.filter(x => x % 2 === 0); // [2, 4]

入力配列に基づいて単一の値を出力することができます。通常、アレイを合計、フラット化、またはグループ値を何らかの方法で使用します。

reduce

これらの機能を自分で実裝することもできます！たとえば、次のような

const myArr = [1, 2, 3, 4, 5];

const doubled = myArr.map(i => i * 2); // [2, 4, 6, 8, 10]

関數を作成できます。

filter 2番目のタイプの高次関數（他の関數を返す関數）も比較的頻繁なパターンです。たとえば、

let number = 2;

function squareNumber() {
  number = number * number; // 非純操作：操作函數外部的變量
  console.log(number); // 非純操作：控制臺記錄值
  return number;
}

squareNumber();

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関數の組み合わせ

関數の組み合わせは、複數の単純な関數を組み合わせて、より複雑な関數を作成することです。したがって、平均関數と配列の値を合計する合計関數を組み合わせるaverageArray関數を持つことができます。個々の機能は小さく、他の目的のために繰り返され、より完全な作業(yè)を行うために結合することができます。

// 純函數
function squareNumber(number) {
  return number * number;
}

squareNumber(2);

利點

関數プログラミングは、モジュラーコードを生成します。繰り返し使用できる関數が少ないです。各関數の特定の機能を理解することは、特に関數出力が予測可能である場合、エラーを特定してテストを書き込むのが簡単であることを意味します。

また、複數のコアを使用しようとすると、これらのコアに関數呼び出しを配布できるため、計算効率を改善できます。

機能プログラミングの使用方法は？

これらすべてのアイデアを統(tǒng)合するために、機能的なプログラミングに完全に目を向ける必要はありません。オブジェクト指向のプログラミングでは、多くのアイデアをよく使用することもできます。これは、ライバルと見なされることがよくあります。

たとえば、

は、不変の狀態(tài)などの多くの機能原理を組み込んでいますが、主に長年にわたってクラスの構文を使用しています。また、ほぼすべてのプログラミング言語で実裝することもできます。実際に望まない限り、ClojureやHaskellを書く必要はありません。

あなたが純粋主義者ではない場合でも、機能的なプログラミングの原則は、コードで肯定的な結果を生み出すことができます。

機能的なプログラミングに関するよくある質問

機能プログラミングの重要な原則は何ですか？

機能プログラミングは、いくつかの重要な原則に基づいています。最初は不変性です。つまり、変數が設定されると、変更できません。これにより、副作用がなくなり、コードが理解しやすくなります。 2番目の原理は純粋な関數です。つまり、関數の出力は、隠された入力または出力なしでの入力によってのみ決定されます。 3番目の原則はファーストクラスの関數です。つまり、関數は他の関數への入力または出力として使用できます。これにより、高次の機能が可能になり、コードがより簡潔で理解しやすくなります。

機能プログラミングと手続き上のプログラミングの違いは何ですか？

機能的プログラミングと手続き上のプログラミングの主な違いは、データと狀態(tài)を処理する方法です。手続きプログラミングでは、プログラムの狀態(tài)は変數に保存され、時間の経過とともに変更できます。機能プログラミングでは、狀態(tài)は変わらないが、既存の狀態(tài)から新しい狀態(tài)を作成します。これにより、心配する副作用がないため、機能的なプログラミングが予測とデバッグが容易になります。

機能プログラミングの利點は何ですか？

機能プログラミングは多くの利點を提供します。副作用や可変狀態(tài)を回避するため、コードを読みやすく理解しやすくなります。また、同じ入力に対して常に同じ出力を生成する純粋な関數の使用を促進するため、コードの信頼性を高めます。さらに、機能を単獨でテストできるため、機能的なプログラミングはコードをテストしてデバッグしやすくすることができます。

機能プログラミングの課題は何ですか？

機能プログラミングには多くの利點がありますが、いくつかの課題もあります。特に手続き型またはオブジェクト指向のプログラミングに慣れている人々にとって、學ぶことは困難です。機能スタイルで特定のアルゴリズムを実裝することもより困難です。さらに、機能的なプログラミングは、既存のオブジェクトを変更するのではなく新しいオブジェクトを作成することが多いため、効率の低いコードにつながる場合があります。

機能プログラミングをサポートする言語は何ですか？

多くのプログラミング言語は、機能的なプログラミングをある程度サポートしています。 HaskellやErlangなどの一部の言語は純粋に機能的であり、JavaScriptやPythonなどの言語は、機能的なプログラミングやその他のパラダイムをサポートするマルチパラダイム言語です。 JavaやCなどの機能的プログラミングと伝統(tǒng)的に関係のない言語でさえ、近年、機能プログラミングをサポートする機能を追加しています。

機能プログラミングの副作用に対処する方法は？

機能プログラミングでは、副作用を可能な限り避けてください。これは、狀態(tài)を変更したり、I/O操作を実行したりしない純粋な関數を使用して行われます。副作用が必要な場合、それらは分離され、制御されます。たとえば、Haskellでは、副作用がモナドで扱われ、副作用をカプセル化し、制御された方法でそれらをリンクする方法を提供します。

機能プログラミングの高次関數は何ですか？

高次関數は、パラメーターとして1つ以上の関數を取得したり、結果として関數を返したり、同時に両方の操作を実行する関數です。高度な注文機能は、機能をデータとして使用できるため、機能プログラミングの重要な機能です。これにより、よりクリーンでより表現力のあるコードにつながる可能性があります。

機能プログラミングの再帰とは何ですか？

再帰は、関數が獨自の定義でそれ自體を呼び出すテクニックです。機能プログラミングでは、ループには機能的なプログラミングで回避される可変狀態(tài)が含まれるため、ループの代替として再帰が使用されることがよくあります。再帰を使用して、要因の計算から木の通過まで、さまざまな問題を解決することができます。

機能プログラミングのカレーとは何ですか？

Curryingは、複數のパラメーターを持つ関數が一連の関數に変換される機能プログラミングの手法であり、各関數には1つのパラメーターのみがあります。これにより、関數の一部が適用されます。ここで、1つの関數がそのパラメーターの一部に適用され、殘りのパラメーターを取る新しい関數を返します。

機能的な反応性プログラミングとは何ですか？

機能的反応性プログラミング（FRP）は、機能的なプログラミングと反応性プログラミングを組み合わせたプログラミングパラダイムです。 FRPでは、プログラム狀態(tài)は時間とともに変化する一連の不変の値としてモデル化されており、関數はこれらの値を変換および結合するために使用されます。これにより、非同期およびイベント駆動型のプログラムについて推論することが容易になります。これは、変動可能な狀態(tài)や副作用を回避するためです。

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