Hvordan og hvorfor man bruger funktionel programmering i moderne JavaScript

I denne artikel får du en dyb forståelse af funktionel programmering og dens fordele.

Introduktion til funktionel programmering

Funktionel programmering (FP) er en type paradigme eller mønster inden for datalogi. Alt gøres ved hjælp af funktioner i FP, og de grundlæggende byggesten er kun funktioner.

Programmeringssprog, der understøtter rent funktionel programmering er -

  1. Haskell
  2. Lukning
  3. Scala
  4. SQL

Nogle af de programmeringssprog, der understøtter funktionel programmering såvel som andre programmeringsparadigmer, er -

  1. Python
  2. Javascript
  3. C ++
  4. Rubin

Da navnet siger funktionelt, tænker de fleste af programmørerne på matematiske funktioner. Det er ikke tilfældet med FP. Det er bare en abstraktion for at løse komplekse problemer i den virkelige verden på en nem og effektiv måde.

Før den objektorienterede programmeringstid var softwareindustrien helt afhængig af funktionel programmering. Dette paradigme rystede softwareindustrien i et par årtier. Der er nogle problemer med funktionel programmering, og det er derfor, de flyttede til objektorienteret paradigme. Problemer med FP vil blive diskuteret senere i denne artikel.

Det handler om introduktionen til funktionel programmering. Nu skal vi først og fremmest lære, hvad der er en funktion.

Funktioner

Før jeg afslører den egentlige definition, vil jeg forklare en situation for at vide, hvor man rent faktisk bruger FP. Antag at du skriver kode for at oprette en applikation. I din udviklingsrejse ønsker du at genbruge koden for et par linjer (100) forskellige steder. Funktioner er nyttige til din applikation. Vi kan skrive funktioner ét sted, og vi kan få adgang til disse funktioner overalt i programmet. Funktionel programmering har følgende funktioner -

  1. Reducerer kodeundersøgelse.
  2. Forbedrer modularitet.
  3. Hjælper os med at løse komplekse problemer.
  4. Øger vedligeholdelsesevne.

Lad os se på den faktiske definition af en funktion:

En funktion er en specificeret kodeblok, der bruges til at udføre en bestemt opgave i programmet.

De mest populære typer funktioner er -

  1. Generelle funktioner
  2. Pilfunktioner
  3. Anonyme funktioner

Generelle funktioner

Generelle funktioner er intet andet end de funktioner, der ofte bruges af programmøren til at udføre en bestemt opgave. Syntaksen for at erklære en generel funktion i Javascript er:

function functionName(parameters) { // code to be executed}

funktion - Det er et nøgleord, der er nødvendigt for at erklære en funktion.

functionName - Det kan navngives ud fra funktionsarbejdet.

parametre - Vi kan videregive et vilkårligt antal parametre til en funktion.

Erklærede funktioner udføres ikke med det samme. De gemmes til senere brug og udføres senere, når de påberåbes (kaldes).

Vi er nødt til at kalde funktionen, når vi vil udføre det stykke kode, der returneres inden for en funktion.

De generelle funktioner er klassificeret som følger -

Ingen argumenteringsfunktioner

Vi behøver ikke videregive argumenter til funktionen.

// Function Declaration
function sayHello(){ alert('Hello...!');}
// Calling the functionsayHello()

Når vi kalder funktionen for at sige Hej (), producerer den advarselsmeddelelsen som Hej.

Argumentfunktioner

I denne type funktioner sender vi argumenter til dem.

Eksempel

// Declaring a Function
function add(num1, num2){ return num1 + num2;}
// Function Call
var result = add(7, 11);
console.log(result);

Argumenterne, der sendes, mens deklarerer en funktion, dvs. (num1, num2), kaldes formelle parametre.

Argumenterne, der sendes, mens du kalder en funktion, dvs. (7, 11), kaldes som faktiske parametre.

En funktion returnerer normalt en værdi, og for at returnere den værdi skal vi bruge returneringsnøgleordet . Når en funktion returnerer en værdi, betyder det, at den ikke udskriver nogen output for os, den returnerer bare den endelige output. Det er vores ansvar at udskrive det resultat. I ovenstående program returnerer funktionen værdien, og jeg overfører denne værdi til et variabelnavn 'resultat'. Nu sender funktionen resultatet til 'resultat' variablen.

Specialet i Javascript-funktioner

Hvis du sender flere argumenter end det deklarerede nummer, får du ingen fejl. Men i andre programmeringssprog som Python, C, C ++, Java osv ... får vi en fejl. Javascript vil overveje baseret på deres krav.

Eksempel

// Calling the function with more number of arguments than the declared number
var result1 = add(2, 4, 6);console.log(result1);
var result2 = add(2);console.log(result2);

Produktion

Hvis du sender færre argumenter end det deklarerede nummer, får vi heller ikke nogen fejl. Men vi kan ikke forudsige output for programmet, fordi output baseret på din funktionsfunktionalitet vil blive produceret.

Variabel argumentfunktion

Den største fordel ved Javascript-funktioner er, at vi kan overføre et hvilket som helst antal argumenter til funktionen. Denne funktion hjælper udviklere med at arbejde mere effektivt på en ensartet måde.

Eksempel

// Creating a function to calculate sum of all argument numbers
function sumAll(){
let sum = 0;
for(let i=0;i
    
return sum;
}
// Calling the sumAll function
sumAll();
sumAll(1,2,3,12,134,3234,4233,12,3243);

Output

This is all about general functions that are used to perform our complex task in a simple manner. Now let’s discuss some advanced functions introduced in ES6 called Arrow Functions.

Arrow Functions

An arrow function expression is a syntactically compact alternative to a regular function expression. It doesn’t have its own bindings to the this, super, arguments or new.target keywords. Arrow function expressions are ill-suited as methods. They cannot be used as constructors.

One of the most loved features in Es6 are Arrow functions. This arrow function helps developers time and simplify function scope.

The syntax for the arrow function is:

const functionName = (parameters) => { // code to be executed}
 (OR)
var functionName = (parameters) => { // code to be executed}
 (OR)
let functionName = (parameters) => { // code to be executed}

Examples for Arrow Functions

Eg 1

Creating an Arrow function to say a welcome message to the users.

// Creating a Welcome function
let sayHello = () => { return 'Welcome to Javascript World...!';}
// Calling the function
console.log(sayHello())

Output

Eg 2

In this example, we are creating an Arrow function to generate the greatest of all numbers that are passed as an argument.

let maxNumber = (a,b,c,d) => {
 if(a > b && a > c && a > d) return a; else if(b > a && b > c && b>d) return b; else if(c > a && c > b && c > d) return c; else return d;}
// Calling the function
console.log(maxNumber(1,2,4,3));

Output:

Combination of Variable Arguments with Arrow Functions

Since we are working with an arrow function, it doesn’t support the arguments array by default like general function. It is our responsibility to declare explicitly that it supports the variable number of arguments

Eg 3

let varArgSum = (...args) => { let sum = 0;
 for(let i=0;i
     
return sum;
}
// Calling the Function
console.log(varArgSum());
console.log(varArgSum(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10));

Output

This is how we can combine a variable number of arguments with arrow functions. Now let’s discuss Anonymous functions in JavaScript.

Anonymous Functions

An anonymous function is simply a function with no name. The purpose of using anonymous function is to perform a certain task and that task is no longer required to program. Generally, anonymous functions are declared dynamically at run time.

Anonymous functions are called only once in a program.

Example:

// Working with an Anonymous function
var a = 10; // Global Scope Variable.
// creating a function(function() {
 console.log("welcome to the world of Anonymous function");
 var b = 20; // b is a local scope variable.
 var c = a+b; // c is a local scope variable //a can be used because it is in the global scope
 console.log("Addition of two numbers value is: "+c);})();

Output

This is the concept of anonymous functions. I think I explained it in a simple and easy way.

Higher Order Functions

A higher-order function is a function that takes functions as an argument or that returns another function as a result.

The best example of higher-order functions in Javascript is that of Array.map(), Array.reduce(), Array.filter().

Example 1: Array.map()

// working with Array.map()
let myNumberArray = [4,9,16,25,36,49];
let mySquareRootArray = myNumberArray.map(Math.sqrt);
console.log(mySquareRootArray);

Output

Example 2: Array.reduce()

// working with Array.reduce()
let someRandomNumbers = [24,1,23,78,93,47,86];
function getSum(total, num){ return total + num;}
let newReducedResult = someRandomNumbers.reduce(getSum);
console.log(newReducedResult);

Output

Example 3: Array.filter()

// Working with array filter
let ages = [12,24,43,57,18,90,43,36,92,11,3,4,8,9,9,15,16,14];
function rightToVote(age){ return age >= 18;}
let votersArray = ages.filter(rightToVote);
console.log(votersArray);

Output

Recursion

This is one of the key topics in functional programming. The process in which a function calls directly or indirectly is called a recursive function. This concept of recursion is quite useful in solving algorithmic problems like the Towers of Hanoi, Pre-Order, Post-Order, In-Order, and some graph traversal problems.

Example

Let’s discuss a famous example: finding the factorial of a number using recursion. This can be done by calling the function directly from the program repeatedly. The logic for the program is

factorial(n) = factorial(n) * factorial(n - 1) * factorial(n - 2) * factorial(n - 3) * ….. * factorial(n - n);
// Finding the factorial of a number using Recursion
function factorial(num){ if(num == 0) return 1; else return num * factorial(num - 1);
}
// calling the function
console.log(factorial(3));
console.log(factorial(7));
console.log(factorial(0));

Output

Characteristics Of Functional Programming

The objective of any FP language is to mimic the use of mathematical concepts. However, the basic process of computation is different in functional programming. The major characteristics of functional programming are:

Data is immutable: The data which is present inside the functions are immutable. In Functional programming, we can easily create a new Data structure but we can’t modify the existing one.

Maintainability: Functional programming produces great maintainability for developers and programmers. We don’t need to worry about changes that are accidentally done outside the given function.

Modularity: This is one of the most important characteristics of functional programming. This helps us to break down a large project into simpler modules. These modules can be tested separately which helps you to reduce the time spent on unit testing and debugging.

Advantages Of Functional Programming

  1. It helps us to solve problems effectively in a simpler way.
  2. It improves modularity.
  3. It allows us to implement lambda calculus in our program to solve complex problems.
  4. Some programming languages support nested functions which improve maintainability of the code.
  5. It reduces complex problems into simple pieces.
  6. It improves the productivity of the developer.
  7. It helps us to debug the code quickly.

Disadvantages Of Functional Programming

  1. For beginners, it is difficult to understand. So it is not a beginner friendly paradigm approach for new programmers.
  2. Maintainance is difficult during the coding phase when the project size is large.
  3. Reusability in Functional programming is a tricky task for developers.

Conclusion

For some, it might be a completely new programming paradigm. I hope you will give it a chance in your programming journey. I think you’ll find your programs easier to read and debug.

This Functional programming concept might be tricky and tough for you. Even if you are a beginner, it will eventually become easier. Then you can enjoy the features of functional programming.

If you liked this article please share with your friends.

Hello busy people, I hope you had fun reading this post, and I hope you learned a lot here! This was my attempt to share what I’m learning.

I hope you saw something useful for you here. And see you next time!

Have fun! Keep learning new things and coding to solve problems.

Check out My Twitter, Github, and Facebook.