Как и защо да използваме функционалното програмиране в съвременния JavaScript

В тази статия ще получите задълбочено разбиране за функционалното програмиране и неговите предимства.

Въведение в функционалното програмиране

Функционалното програмиране (FP) е вид парадигма или модел в компютърните науки. Всичко се прави с помощта на функции в FP и основните градивни елементи са само функции.

Езиците за програмиране, които поддържат чисто функционално програмиране, са -

  1. Хаскел
  2. Закриване
  3. Скала
  4. SQL

Някои от програмните езици, които поддържат функционално програмиране, както и други парадигми за програмиране са -

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

Тъй като името казва функционални, повечето програмисти мислят за математически функции. Това не е случаят с FP. Това е просто абстракция за решаване на реални сложни проблеми по лесен и ефективен начин.

Преди ерата на обектно-ориентираното програмиране, софтуерната индустрия напълно е зависела от функционалното програмиране. Тази парадигма разтърси софтуерната индустрия в продължение на няколко десетилетия. Има някои проблеми с функционалното програмиране и затова те преминаха към обектно-ориентирана парадигма. Въпросите с FP ще бъдат обсъдени по-късно в тази статия.

Това е всичко за въвеждането във функционалното програмиране. Сега, на първо място, трябва да научим какво е функция.

Функции

Преди да разкрия действителната дефиниция, искам да обясня една ситуация, за да знам къде всъщност да използвам FP. Да предположим, че пишете код за изграждане на приложение. По време на вашето пътуване за развитие искате да използвате кода от няколко реда (100) на различни места. За вашето приложение функциите са полезни. Можем да пишем функции на едно място и ще имаме достъп до тези функции от всяко място в програмата. Функционалното програмиране има следните характеристики -

  1. Намалява излишността на кода.
  2. Подобрява модулността.
  3. Помага ни да решаваме сложни проблеми.
  4. Повишава поддръжката.

Нека да разгледаме действителната дефиниция на функция:

Функцията е определен блок от код, който се използва за изпълнение на конкретна задача в програмата.

Най-популярните видове функции са -

  1. Общи функции
  2. Функции на стрелките
  3. Анонимни функции

Общи функции

Общите функции не са нищо друго освен функциите, които доста често се използват от програмиста за изпълнение на определена задача. Синтаксисът за деклариране на обща функция в Javascript е:

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

функция - Това е ключова дума, която е необходима за деклариране на функция.

functionName - Той може да бъде именуван въз основа на работата на функцията.

параметри - Можем да предадем произволен брой параметри на функция.

Декларираните функции не се изпълняват веднага. Те се „запазват за по-нататъшна употреба“ и ще бъдат изпълнени по-късно, когато бъдат извикани (призовани).

Трябва да извикаме функцията, когато искаме да изпълним онова парче код, което се връща в рамките на функция.

Общите функции са класифицирани както следва -

Функции без аргументи

Не е необходимо да предаваме аргументи на функцията.

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

Когато извикаме функцията да каже hello (), тя ще изведе предупредителното съобщение като Hello.

Функции на аргумента

При този тип функции ще им предадем аргументи.

Пример

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

Аргументите, които се предават при деклариране на функция, т.е. (num1, num2), се извикват като формални параметри.

Аргументите, които се предават при извикване на функция, т.е. (7, 11), се извикват като действителни параметри.

A Function usually returns some value, and to return that value we need to use return keyword. When a function is returning some value it means it doesn’t print any output for us, it just returns the final output. It is our responsibility to print that result. In the above program, the function is returning the value and I’m passing that value to a variable name ‘result’. Now the function will pass the result to the ‘result’ variable.

The speciality of Javascript Functions

If you pass more arguments than the declared number, then you will not get any error. But in other programming languages like Python, C, C++, Java, etc… we will get an error. Javascript will consider based on their requirements.

Example

// 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);

Output

If you pass fewer arguments than the declared number, then also we will not get any error. But we can’t predict the output for the program because, based on your function functionality, the output will be produced.

Variable Argument Function

The greatest advantage of Javascript functions is we can pass any number of arguments to the function. This feature helps developers to work more effectively in a consistent manner.

Example

// 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

Original text


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.