JavaScript中的函数式编程概念与实践

描述
函数式编程（Functional Programming）是一种编程范式，它将计算视为数学函数的求值，避免改变状态和可变数据。在JavaScript中，函数式编程的核心概念包括纯函数、不可变性、高阶函数、函数组合等。理解这些概念有助于编写更可预测、可测试和可维护的代码。

步骤1：纯函数（Pure Functions）
纯函数是函数式编程的基础，它具有两个关键特性：

1. 相同输入始终返回相同输出：函数的返回值仅依赖于其参数，不依赖任何外部状态。
2. 无副作用（No Side Effects）：函数执行过程中不会修改外部变量、输入参数或全局状态。

示例：

// 纯函数
const add = (a, b) => a + b;
// 非纯函数（依赖外部变量，可能产生不同结果）
let counter = 0;
const increment = () => counter++; // 副作用：修改外部变量

步骤2：不可变性（Immutability）
不可变性要求数据创建后不能被修改。任何更改必须生成新数据，而非直接修改原数据。在JavaScript中，原始类型（如字符串、数字）本身不可变，但对象和数组需通过方法实现不可变操作。

示例：

// 可变操作（不推荐）
const arr = [1, 2, 3];
arr.push(4); // 直接修改原数组

// 不可变操作（使用展开运算符或数组方法）
const newArr = [...arr, 4]; // 创建新数组
const filteredArr = arr.filter(item => item > 2); // 返回新数组

步骤3：高阶函数（Higher-Order Functions）
高阶函数是指能接受函数作为参数，或返回一个函数的函数。JavaScript中常见的数组方法（如map、filter、reduce）都是高阶函数。

示例：

// 接受函数作为参数
const numbers = [1, 2, 3];
const doubled = numbers.map(n => n * 2); // map是高阶函数

// 返回函数（闭包）
const multiplier = factor => num => num * factor;
const double = multiplier(2);
console.log(double(5)); // 输出10

步骤4：函数组合（Function Composition）
函数组合是将多个简单函数合并成一个复杂函数的过程，数据像流水线一样依次通过各个函数。例如，f(g(x))可以组合为compose(f, g)(x)。

示例：

// 手动组合
const add1 = x => x + 1;
const multiply2 = x => x * 2;
const addThenMultiply = x => multiply2(add1(x));

// 通用组合函数
const compose = (f, g) => x => f(g(x));
const addThenMultiply = compose(multiply2, add1);
console.log(addThenMultiply(5)); // (5+1)*2 = 12

步骤5：柯里化（Currying）与部分应用（Partial Application）

• 柯里化：将多参数函数转换为一系列单参数函数（例如f(a, b, c)变为f(a)(b)(c)）。
• 部分应用：固定函数的部分参数，生成一个新函数。

示例：

// 柯里化
const curryAdd = a => b => a + b;
const add5 = curryAdd(5); // 返回函数 b => 5 + b
console.log(add5(3)); // 8

// 部分应用（使用bind）
const add = (a, b) => a + b;
const add5 = add.bind(null, 5); // 固定第一个参数
console.log(add5(3)); // 8

步骤6：函数式编程实践技巧

1. 使用map、filter、reduce替代循环，避免中间变量。
2. 用const声明变量，确保数据不可变。
3. 使用Lodash或Ramda等库简化函数式操作。

示例：统计数组中大于2的偶数之和

const numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
const result = numbers
  .filter(n => n % 2 === 0) // [2, 4]
  .filter(n => n > 2)       // [4]
  .reduce((sum, n) => sum + n, 0); // 4

总结
函数式编程通过纯函数、不可变数据和高阶函数等概念，提升代码的模块化和可测试性。在实际开发中，可结合数组方法、柯里化等技术减少副作用，使代码更简洁可靠。