Wie und warum man funktionale Programmierung in modernem JavaScript verwendet

In diesem Artikel erhalten Sie ein tiefes Verständnis der funktionalen Programmierung und ihrer Vorteile.

Einführung in die funktionale Programmierung

Funktionale Programmierung (FP) ist eine Art Paradigma oder Muster in der Informatik. Alles wird mit Hilfe von Funktionen in FP erledigt und die Grundbausteine ​​sind nur Funktionen.

Programmiersprachen, die rein funktionale Programmierung unterstützen, sind -

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

Einige der Programmiersprachen, die funktionale Programmierung sowie andere Programmierparadigmen unterstützen, sind -

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

Da der Name funktional sagt, denken die meisten Programmierer über mathematische Funktionen nach. Dies ist bei FP nicht der Fall. Es ist nur eine Abstraktion, um komplexe Probleme der realen Welt auf einfache und effektive Weise zu lösen.

Vor der Ära der objektorientierten Programmierung war die Softwareindustrie vollständig von der funktionalen Programmierung abhängig. Dieses Paradigma hat die Softwareindustrie einige Jahrzehnte lang erschüttert. Es gibt einige Probleme mit der funktionalen Programmierung, und deshalb sind sie zum objektorientierten Paradigma übergegangen. Die Probleme mit FP werden später in diesem Artikel behandelt.

Hier geht es um die Einführung in die funktionale Programmierung. Jetzt müssen wir zunächst lernen, was eine Funktion ist.

Funktionen

Bevor ich die eigentliche Definition enthülle, möchte ich eine Situation erklären, um zu wissen, wo FP tatsächlich verwendet werden soll. Angenommen, Sie schreiben Code zum Erstellen einer Anwendung. Auf Ihrer Entwicklungsreise möchten Sie den Code einiger Zeilen (100) an verschiedenen Stellen wiederverwenden. Für Ihre Anwendung sind Funktionen hilfreich. Wir können Funktionen an einer Stelle schreiben und von überall im Programm auf diese Funktionen zugreifen. Die funktionale Programmierung weist folgende Merkmale auf:

  1. Reduziert die Code-Redundanz.
  2. Verbessert die Modularität.
  3. Hilft uns, komplexe Probleme zu lösen.
  4. Erhöht die Wartbarkeit.

Schauen wir uns die eigentliche Definition einer Funktion an:

Eine Funktion ist ein angegebener Codeblock, mit dem eine bestimmte Aufgabe im Programm ausgeführt wird.

Die beliebtesten Arten von Funktionen sind -

  1. Allgemeine Funktionen
  2. Pfeilfunktionen
  3. Anonyme Funktionen

Allgemeine Funktionen

Allgemeine Funktionen sind nichts anderes als die Funktionen, die der Programmierer häufig zur Ausführung einer bestimmten Aufgabe verwendet. Die Syntax zum Deklarieren einer allgemeinen Funktion in Javascript lautet:

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

Funktion - Dies ist ein Schlüsselwort, das zum Deklarieren einer Funktion erforderlich ist.

Funktionsname - Kann basierend auf der Funktionsarbeit benannt werden.

Parameter - Wir können eine beliebige Anzahl von Parametern an eine Funktion übergeben.

Deklarierte Funktionen werden nicht sofort ausgeführt. Sie werden „zur späteren Verwendung gespeichert“ und später ausgeführt, wenn sie aufgerufen (aufgerufen) werden.

Wir müssen die Funktion aufrufen, wenn wir den Code ausführen möchten, der innerhalb einer Funktion zurückgegeben wird.

Die allgemeinen Funktionen sind wie folgt klassifiziert:

Funktionen ohne Argumente

Wir müssen keine Argumente an die Funktion übergeben.

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

Wenn wir die Funktion aufrufen, um Hallo () zu sagen, wird die Warnmeldung als Hallo ausgegeben.

Argumentfunktionen

Bei dieser Art von Funktionen werden wir ihnen Argumente übergeben.

Beispiel

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

Die Argumente, die beim Deklarieren einer Funktion übergeben werden, dh (num1, num2), werden als formale Parameter aufgerufen .

Die Argumente, die beim Aufrufen einer Funktion übergeben werden, dh (7, 11), werden als Istparameter aufgerufen .

Eine Funktion gibt normalerweise einen Wert zurück. Um diesen Wert zurückzugeben, müssen Sie das Schlüsselwort return verwenden . Wenn eine Funktion einen Wert zurückgibt, bedeutet dies, dass sie keine Ausgabe für uns druckt, sondern nur die endgültige Ausgabe zurückgibt. Es liegt in unserer Verantwortung, dieses Ergebnis auszudrucken. Im obigen Programm gibt die Funktion den Wert zurück und ich übergebe diesen Wert an einen Variablennamen 'result'. Jetzt übergibt die Funktion das Ergebnis an die Variable 'result'.

Die Spezialität der Javascript-Funktionen

Wenn Sie mehr Argumente als die angegebene Nummer übergeben, wird kein Fehler angezeigt. In anderen Programmiersprachen wie Python, C, C ++, Java usw. wird jedoch eine Fehlermeldung angezeigt. Javascript wird basierend auf ihren Anforderungen berücksichtigen.

Beispiel

// 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);

Ausgabe

Wenn Sie weniger Argumente als die angegebene Nummer übergeben, erhalten wir auch keine Fehlermeldung. Wir können die Ausgabe für das Programm jedoch nicht vorhersagen, da die Ausgabe basierend auf Ihrer Funktionsfunktionalität erzeugt wird.

Variable Argumentfunktion

Der größte Vorteil von Javascript-Funktionen besteht darin, dass wir der Funktion eine beliebige Anzahl von Argumenten übergeben können. Diese Funktion hilft Entwicklern, auf konsistente Weise effektiver zu arbeiten.

Beispiel

// 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.