JavaScript中的函数式编程：函数组合与管道

描述
函数组合与管道是函数式编程中的核心概念，它们通过将多个简单函数组合成更复杂函数的方式来构建程序。函数组合强调数学上的结合性，从右向左执行；管道则更符合直观的数据流，从左向右执行。理解这些概念能帮助你编写更声明式、可复用和可测试的代码。

知识点详解

1. 基础概念

• 纯函数：相同输入始终返回相同输出，且无副作用的函数，是组合的前提。
• 高阶函数：接收函数作为参数或返回函数的函数，是组合的构建块。

2. 函数组合实现

• 手动组合示例：

  const add = (x, y) => x + y;
  const square = x => x * x;
  
  // 手动组合：先加后平方
  const addAndSquare = (x, y) => square(add(x, y));
  

  问题：每增加新函数需重写组合逻辑，难以复用。

• 通用组合函数：

  const compose = (...fns) => 
    (initialValue) => 
      fns.reduceRight((acc, fn) => fn(acc), initialValue);
  
  // 使用：从右向左执行（先执行add，结果传给square）
  const addThenSquare = compose(square, add);
  console.log(addThenSquare(2, 3)); // 先add(2,3)=5, 再square(5)=25
  

  关键点：

  • reduceRight 确保函数从右向左执行。
  • 每个函数的输出作为下一个函数的输入（一元函数要求）。

3. 管道实现

• 管道函数：与组合逻辑相同但执行方向相反：

  const pipe = (...fns) => 
    (initialValue) => 
      fns.reduce((acc, fn) => fn(acc), initialValue);
  
  // 使用：从左向右执行（先平方，再加5）
  const squareThenAdd5 = pipe(square, x => add(x, 5));
  console.log(squareThenAdd5(3)); // 先square(3)=9, 再add(9,5)=14
  

  对比组合：pipe(f, g, h) 等价于 compose(h, g, f)。

4. 处理多参数函数

• 挑战：add 接收两个参数，但组合/管道中函数默认接收单一参数。
• 解决方案：柯里化（Currying）将多参数函数转换为单参数链式调用：

  const curriedAdd = x => y => x + y;
  
  // 现在可组合：先加2，再平方
  const add2ThenSquare = pipe(
    curriedAdd(2), // 返回函数 y => 2 + y
    square
  );
  console.log(add2ThenSquare(3)); // (3+2)^2 = 25
  

5. 实际应用场景

• 数据处理流水线：清理、转换、验证数据：

  const data = "  JavaScript  ";
  
  const processData = pipe(
    s => s.trim(),        // 去空格
    s => s.toUpperCase(), // 转大写
    s => `Hello, ${s}!`  // 加前缀
  );
  
  console.log(processData(data)); // "Hello, JAVASCRIPT!"
  

• 中间件架构：类似Express/Koa的中间件机制本质是管道模式。

7. 高级技巧

• 调试组合：插入日志函数监控数据流：

  const trace = label => value => {
    console.log(`${label}: ${value}`);
    return value;
  };
  
  const debugPipe = pipe(
    curriedAdd(2),
    trace("After add"), // 输出: After add: 5
    square,
    trace("After square") // 输出: After square: 25
  );
  

总结

• 组合：从右向左执行，符合数学函数复合规范。
• 管道：从左向右执行，更符合人类阅读习惯。
• 核心价值：通过解耦小函数提升代码可读性、可测试性和复用性。
• 适用场景：数据转换、异步流程控制、中间件设计等。