JavaScript进阶教程 - 纯函数和不可变性

在函数式编程范式中，纯函数和不可变性是核心概念，它们有助于编写可预测、易于测试和并发安全的代码。

纯函数（Pure Functions）

纯函数是这样一种函数：给定相同的输入，总是返回相同的输出，并且没有任何可观察的副作用。这意味着纯函数不依赖于也不修改函数作用域之外的任何状态。

纯函数的特点包括：

1. 确定性：相同的输入永远得到相同的输出。
2. 无副作用：不修改全局变量、不修改输入参数、不进行I/O操作等。
3. 独立性：不依赖于系统状态，例如全局变量、静态变量、I/O设备等。

示例：

// 纯函数示例
function sum(a, b) {
    return a + b;
}

// 非纯函数示例，因为它修改了外部变量
let value = 1;
function increment() {
    value++;
}

不可变性（Immutability）

不可变性是指数据不可改变的特性。在函数式编程中，我们避免直接修改数据，而是创建数据的副本并对副本进行修改。这样做的好处包括减少错误和副作用、简化复杂的更新逻辑、提高应用性能等。

JavaScript中的原始数据类型（如数字、字符串、布尔值）本身就是不可变的，但对象和数组则是可变的。要在JavaScript中实现不可变性，你可以使用诸如Object.freeze、展开运算符（...）或通过函数式编程库（如Immutable.js）来创建不可变数据结构。

示例：

// 使用展开运算符创建数组的副本
const originalArray = [1, 2, 3];
const newArray = [...originalArray, 4]; // originalArray未被修改

// 使用Object.assign或展开运算符创建对象的副本
const originalObject = { a: 1, b: 2 };
const newObject = { ...originalObject, c: 3 }; // originalObject未被修改

纯函数和不可变性的好处

1. 可预测性：由于纯函数的输出只依赖于输入，这使得它们的行为可预测。
2. 可测试性：纯函数和不可变数据更易于测试，因为你不需要担心隐藏的依赖或外部状态。
3. 并发安全：在多线程环境中，不可变数据和纯函数减少了数据竞争的风险，提高了并发安全性。
4. 引用透明性：纯函数的引用透明性使得它们可以被安全地重构和优化，而不会影响程序的其他部分。

通过在JavaScript中应用纯函数和不可变性原则，可以提高代码的健壮性、可维护性和清晰度。