javascript - 在函数式编程中实现双向计数器？

Question

我正在尝试了解一些函数式编程基础知识。

因此，通过使用高阶函数，我可以创建一个可以递增的计数器:

function counter( start ) {
  var count = start;
  return function() {
    return ++count;
  }
}

var myCounter = counter( 2 );
myCounter();
myCounter();

但是，实现双向计数器的正确方法(就函数式编程而言)是什么？我想出了以下内容，但对我来说似乎太便宜了:

function bicounter( start ) {
  var count = start;
  var mutate = function(amount) {
    return function() { count += amount; }
  };
  return {
    increment: mutate(1),
    decrement: mutate(-1)
  }
}

var myCounter = bicounter( 2 );
myCounter.increment();
myCounter.decrement();

Answer 1

函数式编程的字面意思是“用函数编程”。在这里，我们谈论的是 mathematical function而不是 subroutine .有什么不同？

这是一个函数( Ackermann function ):



数学函数是纯的(即它没有副作用)。数学函数只做一件事:它将输入值映射到输出值。它不会改变任何变量的值。

这是一个计算阿克曼函数结果的子程序:

function A(m, n) {
    var stack = [], exit;

    do {
        if (m > 0) {
            m = m - 1;

            while (n > 0) {
                stack.push(m);
                n = n - 1;
            }

            n = 1;
        } else {
            m = stack.pop();
            n = n + 1;
        }
    } while (m !== exit);

    return n;
}

子程序可能是也可能不是纯的。例如，上面的子程序是不纯的，因为它修改了变量m , n和 stack .因此，虽然它计算的是数学函数阿克曼函数的结果，但它不是数学函数。

现在，考虑您的 counter功能:

function counter(count) {
    return function () {
        return ++count;
    };
}

var countup = counter(0);

alert(countup()); // 1
alert(countup()); // 2
alert(countup()); // 3

这是函数式编程吗？简短的回答是，这是有争议的，因为您确实在使用 higher-order functions .但是，您的 counter函数不是数学函数。因此，在函数式编程(即使用数学函数编程)的严格定义中，您的程序并不是真正的函数式。

注:我认为大多数混淆是因为在 JavaScript 中第一类子例程被称为函数。实际上，它们可以用作函数。但是，它们不是数学函数。

实际上，您的程序是面向对象的。每次打电话 counter您正在创建一个新的 abstract data type表示一个计数器对象。由于这个对象只定义了一个操作，你可以从 counter 返回该操作本身。功能。因此，你的直觉是绝对正确的。这不是函数式编程。它是面向对象的编程。

那么如何使用函数式编程来实现计数器呢？

在函数式编程中，一切都可以定义为函数。真奇怪。数字呢？那么， numbers can be defined as functions too .一切都可以定义为函数。

然而，为了让事情更简单，让我们假设我们有一些原始数据类型，如 Number并且我们可以使用 structural typing 定义新的数据类型.例如，任何具有结构 { count: Number } 的对象(即，任何具有名为 count 且类型为 Number 的单个属性的对象)是类型 Counter 的值.例如，考虑:

var counter = { count: 5 }; // counter :: Counter

打字判断 counter :: Counter读作“ counter是 Counter 类型的值”。

但是，通常最好编写一个构造函数来构造新的数据结构:

// Counter :: Number -> Counter

function Counter(count) {
    return { count: count };
}

var counter = Counter(5); // counter :: Counter

请注意值 Counter (这是 Number -> Counter 类型的函数，读作“ Number 到 Counter ”)与类型 Counter 不同(这是形式 { count: Number } 的数据结构)。类型和值可以具有相同的名称。我们知道它们是不同的。

现在，让我们编写一个返回计数器值的函数:

// count :: Counter -> Number

function count(counter) {
    return counter.count;
}

这不是很有趣。然而，那是因为 Counter数据类型本身并不是很有趣。事实上， Number数据类型和 Counter数据类型是 isomorphic (即，我们可以使用函数 n 将任何数字 c 转换为等效的计数器 Counter，我们可以使用函数 c 将计数器 n 转换回数字 count，反之亦然) .

因此，我们本可以避免定义 Counter数据类型并使用了 Number本身作为一个计数器。但是，出于教学目的，让我们为 Counter 使用单独的数据类型。 .

所以，现在我们要更新 counter 的值使用名为 increment 的函数.坚持，稍等。在函数式编程中，函数不能改变变量的值。我们如何更新 counter 的值?好吧，我们无法更新 counter 的值.但是，我们可以返回一个具有更新值的新计数器。这正是我们在函数式编程中所做的:

// increment :: Counter -> Counter

function increment(counter) {
    return Counter(count(counter) + 1);
}

同样，我们可以定义 decrement功能:

// decrement :: Counter -> Counter

function decrement(counter) {
    return Counter(count(counter) - 1);
}

请注意，如果我们使用了 Number作为 Counter然后是 increment和 decrement计数器操作 c将被定义为 c + 1和 c - 1分别。这进一步加强了我们的理解，即计数器只是一个数字。

那都是花花公子，但函数式编程的重点是什么？

目前，函数式编程似乎比普通编程更难。毕竟，有时候你真的需要变异才能写出有趣的程序。例如，您可以使用函数式编程轻松地做到这一点吗？

function bicounter(count) {
    return {
        increment: update(+1),
        decrement: update(-1)
    };

    function update(amount) {
        return function () {
            return count += amount;
        };
    }
}

var counter = bicounter(0);
alert(counter.increment()); // 1
alert(counter.decrement()); // 0

实际上，是的，您可以使用 State 来做到这一点。单子(monad)。我将切换到 Haskell，因为我需要一种比 JavaScript 更好的函数式编程语言:

import Control.Monad.State

type Counter = Int

counter :: Counter
counter = 0

increment = modify (+1)
decrement = modify (subtract 1)

alert = get >>= (liftIO . print)

program = do
    increment
    alert
    decrement
    alert

main = evalStateT program counter

这是一个可运行的 Haskell 程序。是不是很简洁？这就是函数式编程的力量。如果您对函数式编程的想法很感兴趣，那么您绝对应该考虑 learning Haskell .