高階函數(shù)

Higher-order function--一個(gè)可以接受另一個(gè)函數(shù)作為參數(shù)的函數(shù)就是高階函數(shù)。

一個(gè)最簡(jiǎn)單的高階函數(shù)：

function add(x, y, f) {
    return f(x) + f(y);
}

map/reduce

Google的論文“MapReduce: Simplified Data Processing on Large Clusters”，就能大概明白map/reduce的概念。

map

舉例說(shuō)明，比如我們有一個(gè)函數(shù)f(x)=x2，要把這個(gè)函數(shù)作用在一個(gè)數(shù)組[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]上，就可以用map實(shí)現(xiàn)如下：

pic

由于map()方法定義在JavaScript的Array中，我們調(diào)用Array的map()方法，傳入我們自己的函數(shù)，就得到了一個(gè)新的Array作為結(jié)果：

'use strict';
function pow(x) {
    return x * x;
}
var arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
var results = arr.map(pow);  //*****重點(diǎn)********
console.log(results);   //[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

注意：map()傳入的參數(shù)是pow，即函數(shù)對(duì)象本身。

map()作為高階函數(shù)，事實(shí)上它把運(yùn)算規(guī)則抽象了，因此，我們不但可以計(jì)算簡(jiǎn)單的f(x)=x2，還可以計(jì)算任意復(fù)雜的函數(shù)，比如，把Array的所有數(shù)字轉(zhuǎn)為字符串：

var arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
arr.map(String);  //*****重點(diǎn)********
// ['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']

reduce

再看reduce的用法。Array的reduce()把一個(gè)函數(shù)作用在這個(gè)Array的[x1, x2, x3...]上，這個(gè)函數(shù)必須接收兩個(gè)參數(shù)，reduce()把結(jié)果繼續(xù)和序列的下一個(gè)元素做累積計(jì)算，其效果就是：

[x1, x2, x3, x4].reduce(f) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)

比方說(shuō)對(duì)一個(gè)Array求和，就可以用reduce實(shí)現(xiàn)：

var arr = [1, 3, 5, 7, 9];
arr.reduce(function (x, y) {
    return x + y;
}); // 25

習(xí)題-在線練習(xí)地址

1：把一個(gè)字符串13579變成Array—— [1, 3, 5, 7, 9]，再利用reduce()就可以寫(xiě)出一個(gè)把字符串轉(zhuǎn)換為Number的函數(shù)。不要使用JavaScript內(nèi)置的parseInt()函數(shù)，利用map和reduce操作實(shí)現(xiàn)一個(gè)string2int()函數(shù)：

'use strict';  function string2int(s) { 

習(xí)題2：請(qǐng)把用戶輸入的不規(guī)范的英文名字，變?yōu)槭鬃帜复髮?xiě)，其他小寫(xiě)的規(guī)范名字。輸入：['adam', 'LISA', 'barT']，輸出：['Adam', 'Lisa', 'Bart']。

'use strict';

function normalize(arr) {
 function changetoName(name){
     var newname = name[0].toUpperCase()+name.substring(1).toLowerCase();
         return newname;
    }
    return arr.map(changetoName); 
}

補(bǔ)充substring()函數(shù)

substring() 方法用于提取字符串中介于兩個(gè)指定下標(biāo)之間的字符。語(yǔ)法如下：

stringObject.substring(start, stop)

參數(shù)： start是必選，一個(gè)非負(fù)的整數(shù)，規(guī)定要提取的子串的第一個(gè)字符在 stringObject 中的位置（即索引）。stop是可選的，一個(gè)非負(fù)的整數(shù)，比要提取的子串的最后一個(gè)字符在 stringObject 中的位置多 1。如果省略該參數(shù)，那么返回的子串會(huì)一直到字符串的結(jié)尾。

習(xí)題3：小明希望利用map()把字符串變成整數(shù)，他寫(xiě)的代碼很簡(jiǎn)潔：

'use strict';

var arr = ['1', '2', '3'];
var r;
r = arr.map(parseInt);
console.log(r);

結(jié)果竟然是1, NaN, NaN，小明百思不得其解，請(qǐng)幫他找到原因并修正代碼。

修改后：

'use strict';

var arr = ['1', '2', '3'];
var r;
r = arr.map(function (x) {
    return parseInt(x, 10)
});
console.log(r);

filter

filter也是一個(gè)常用的操作，它用于把Array的某些元素過(guò)濾掉，然后返回剩下的元素。和map()類(lèi)似，Array的filter()也接收一個(gè)函數(shù)。和map()不同的是，filter()把傳入的函數(shù)依次作用于每個(gè)元素，然后根據(jù)返回值是true還是false決定保留還是丟棄該元素。

例如，在一個(gè)Array中，刪掉偶數(shù)，只保留奇數(shù)，可以這么寫(xiě)：

var arr = [1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 15];
var r = arr.filter(function (x) {
    return x % 2 !== 0;
});
r; // [1, 5, 9, 15]
var r = arr.map(function (x) { return x % 2 !== 0; });
r; //[ true, false, false, true, false, true, false, true ]

可見(jiàn)用filter()這個(gè)高階函數(shù)，關(guān)鍵在于正確實(shí)現(xiàn)一個(gè)“篩選”函數(shù)。

回調(diào)函數(shù)

filter()接收的回調(diào)函數(shù)，其實(shí)可以有多個(gè)參數(shù)。通常我們僅使用第一個(gè)參數(shù)，表示Array的某個(gè)元素。回調(diào)函數(shù)還可以接收另外兩個(gè)參數(shù)，表示元素的位置和數(shù)組本身：

var arr = ['A', 'B', 'C'];
var r = arr.filter(function (element, index, self) {
    console.log(element); // 依次打印'A', 'B', 'C'
    console.log(index); // 依次打印0, 1, 2
    console.log(self); // self就是變量arr
    return true;
});

利用filter，可以巧妙地去除Array的重復(fù)元素：

'use strict';

var r, 
    arr = ['apple', 'strawberry', 'banana', 'pear', 'apple', 'orange', 'orange', 'strawberry'];
r = arr.filter(function (element, index, self){
    return self.indexOf(element) === index;
});
console.log(r.toString());

練習(xí)：

嘗試用filter()篩選出素?cái)?shù)：

function get_primes(arr) {
    function isPrimeNum(num) { //定義isPrimeNUM函數(shù)判斷是否為素?cái)?shù)
        if (num == 1) {
            return false;
        } else {
            for (var i = 2; i < num; i++) {
                if (num % i == 0) {
                    return false;
                }
            };
            return true;
        }
    }
    var primes = arr.filter(isPrimeNum); //利用自定義的isPrimeNum函數(shù)過(guò)濾出數(shù)組中的素?cái)?shù)
    return primes；
}

sort

排序算法

JavaScript的Array的sort()方法就是用于排序的，但是默認(rèn)的排序結(jié)果和我們想象的可能不太一樣。

// apple排在了最后:
['Google', 'apple', 'Microsoft'].sort(); // ['Google', 'Microsoft", 'apple']
// 無(wú)法理解的結(jié)果:
[10, 20, 1, 2].sort(); // [1, 10, 2, 20]

第二個(gè)排序把apple排在了最后，是因?yàn)樽址鶕?jù)ASCII碼進(jìn)行排序，而小寫(xiě)字母a的ASCII碼在大寫(xiě)字母之后。第三個(gè)：Array的sort()方法默認(rèn)把所有元素先轉(zhuǎn)換為String再排序，結(jié)果'10'排在了'2'的前面，因?yàn)樽址?code>'1'比字符'2'的ASCII碼小。

然而sort()是一個(gè)高階函數(shù)，它還可以接收一個(gè)比較函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)自定義的排序。要按數(shù)字大小排序，我們可以這么寫(xiě)：

'use strict';  
var arr = [10, 20, 1, 2]; 
arr.sort(function (x, y) {
    if (x < y) {
        return -1;
    }
    if (x > y) {
        return 1;
    }
    return 0;
});
console.log(arr); // [1, 2, 10, 20]

通常規(guī)定，對(duì)于兩個(gè)元素x和y，如果認(rèn)為x < y，則返回-1，如果認(rèn)為x == y，則返回0，如果認(rèn)為x > y，則返回1，這樣，排序算法就不用關(guān)心具體的比較過(guò)程，而是根據(jù)比較結(jié)果直接排序。

如果要倒序排序，我們可以把大的數(shù)放前面：

var arr = [10, 20, 1, 2];
arr.sort(function (x, y) {
    if (x < y) {
        return 1;
    }
    if (x > y) {
        return -1;
    }
    return 0;
}); // [20, 10, 2, 1]

默認(rèn)情況下，對(duì)字符串排序，是按照ASCII的大小比較的，現(xiàn)在，我們提出排序應(yīng)該忽略大小寫(xiě)，按照字母序排序。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)算法，不必對(duì)現(xiàn)有代碼大加改動(dòng)，只要我們能定義出忽略大小寫(xiě)的比較算法就可以：

var arr = ['Google', 'apple', 'Microsoft'];
arr.sort(function (s1, s2) {
    x1 = s1.toUpperCase();
    x2 = s2.toUpperCase();
    if (x1 < x2) {
        return -1;
    }
    if (x1 > x2) {
        return 1;
    }
    return 0;
}); // ['apple', 'Google', 'Microsoft']

忽略大小寫(xiě)來(lái)比較兩個(gè)字符串，實(shí)際上就是先把字符串都變成大寫(xiě)（或者都變成小寫(xiě)），再比較。從上述例子可以看出，高階函數(shù)的抽象能力是非常強(qiáng)大的，而且，核心代碼可以保持得非常簡(jiǎn)潔。

最后需要注意的是，sort()方法會(huì)直接對(duì)Array進(jìn)行修改，它返回的結(jié)果仍是當(dāng)前Array：

var a1 = ['B', 'A', 'C'];
var a2 = a1.sort();
a1; // ['A', 'B', 'C']
a2; // ['A', 'B', 'C']
a1 === a2; // true, a1和a2是同一對(duì)象

閉包

函數(shù)作為返回值

高階函數(shù)除了可以接受函數(shù)作為參數(shù)外，還可以把函數(shù)作為結(jié)果值返回。

function lazy_sum(arr) {
    var sum = function() {
        return arr.reduce(function(x, y) {
            return x + y;
        });
    }
    return sum;
}

當(dāng)我們調(diào)用lazy_sum()時(shí)，返回的并不是求和結(jié)果，而是求和函數(shù)：

var f = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]); //function sum()

調(diào)用函數(shù)f時(shí)，才真正計(jì)算求和的結(jié)果：

在這個(gè)例子中，我們?cè)诤瘮?shù)lazy_sum中又定義了函數(shù)sum，并且，內(nèi)部函數(shù)sum可以引用外部函數(shù)lazy_sum的參數(shù)和局部變量，當(dāng)lazy_sum返回函數(shù)sum時(shí)，相關(guān)參數(shù)和變量都保存在返回的函數(shù)中，這種稱(chēng)為“閉包（Closure）”的程序結(jié)構(gòu)擁有極大的威力。

請(qǐng)?jiān)?strong>注意一點(diǎn)，當(dāng)我們調(diào)用lazy_sum()時(shí)，每次調(diào)用都會(huì)返回一個(gè)新的函數(shù)，即使傳入相同的參數(shù)：

var f1 = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]);
var f2 = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]);
f1 === f2; // false

f1()和f2()的調(diào)用結(jié)果互不影響。

閉包

注意到返回的函數(shù)在其定義內(nèi)部引用了局部變量arr，所以，當(dāng)一個(gè)函數(shù)返回了一個(gè)函數(shù)后，其內(nèi)部的局部變量還被新函數(shù)引用，所以，閉包用起來(lái)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來(lái)可不容易。

另一個(gè)需要注意的問(wèn)題是，返回的函數(shù)并沒(méi)有立刻執(zhí)行，而是直到調(diào)用了f()才執(zhí)行。我們來(lái)看一個(gè)例子：

function count() {
    var arr = [];
    for (var i=1; i<=3; i++) {
        arr.push(function () {
            return i * i;
        });
    }
    return arr;
}

var results = count();
var f1 = results[0];
var f2 = results[1];
var f3 = results[2];

在上面的例子中，每次循環(huán)，都創(chuàng)建了一個(gè)新的函數(shù)，然后，把創(chuàng)建的3個(gè)函數(shù)都添加到一個(gè)Array中返回了。但是上面的結(jié)果都是16！原因就在于返回的函數(shù)引用了變量i，但它并非立刻執(zhí)行。等到3個(gè)函數(shù)都返回時(shí)，它們所引用的變量i已經(jīng)變成了4，因此最終結(jié)果為16。

返回閉包時(shí)牢記的一點(diǎn)就是：返回函數(shù)不要引用任何循環(huán)變量，或者后續(xù)會(huì)發(fā)生變化的變量。

如果一定要引用循環(huán)變量怎么辦？方法是再創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)，用該函數(shù)的參數(shù)綁定循環(huán)變量當(dāng)前的值，無(wú)論該循環(huán)變量后續(xù)如何更改，已綁定到函數(shù)參數(shù)的值不變：

function count() {
    var arr = [];
    for (var i=1; i<=3; i++) {
        arr.push((function (n) {
            return function () {
                return n * n;
            }
        })(i));
    }
    return arr;
}

var results = count();
var f1 = results[0];
var f2 = results[1];
var f3 = results[2];

f1(); // 1
f2(); // 4
f3(); // 9

注意這里用了一個(gè)“創(chuàng)建一個(gè)匿名函數(shù)并立刻執(zhí)行”的語(yǔ)法：

(function (x) {
    return x * x;
})(3);

閉包當(dāng)然不是僅僅為了返回一個(gè)函數(shù)然后延遲執(zhí)行。

借助閉包，我們可以封裝一個(gè)私有變量。我們用JavaScript創(chuàng)建一個(gè)計(jì)數(shù)器：

'use strict';

function create_counter(initial) {
    var x = initial || 0;
    return {
        inc: function () {
            x += 1;
            return x;
        }
    }
}

它用起來(lái)像這樣：

var c1 = create_counter();
c1.inc(); // 1
c1.inc(); // 2
c1.inc(); // 3

var c2 = create_counter(10);
c2.inc(); // 11
c2.inc(); // 12
c2.inc(); // 13

在返回的對(duì)象中，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)閉包，該閉包攜帶了局部變量x，并且，從外部代碼根本無(wú)法訪問(wèn)到變量x。換句話說(shuō)，閉包就是攜帶狀態(tài)的函數(shù)，并且它的狀態(tài)可以完全對(duì)外隱藏起來(lái)。

閉包還可以把多參數(shù)的函數(shù)變成單參數(shù)的函數(shù)。例如，要計(jì)算xy可以用Math.pow(x, y)函數(shù)，不過(guò)考慮到經(jīng)常計(jì)算x2或x3，我們可以利用閉包創(chuàng)建新的函數(shù)pow2和pow3：

'use strict';

function make_pow(n) {
    return function (x) {
        return Math.pow(x, n);
    }
}
//創(chuàng)建兩個(gè)新函數(shù)
var pow2 = make_pow(2);
var pow3 = make_pow(3);

console.log(pow2(5)); //25
console.log(pow3(7)); //343

箭頭函數(shù)

arrow function的定義用的就是箭頭：

x => x * x;

上面的箭頭函數(shù)相當(dāng)于：

function (x) {
    return x * x;
}

箭頭函數(shù)相當(dāng)于匿名函數(shù)，并且簡(jiǎn)化了函數(shù)定義。箭頭函數(shù)有兩種格式，一種像上面的，只包含一個(gè)表達(dá)式，連{ ... }和return都省略掉了。還有一種可以包含多條語(yǔ)句，這時(shí)候就不能省略{ ... }和return：

x => {
    if (x > 0) {
        return x * x;
    }
    else {
        return - x * x;
    }
}

如果參數(shù)不是一個(gè)，就需要用括號(hào)()括起來(lái)：

// 兩個(gè)參數(shù):
(x, y) => x * x + y * y

// 無(wú)參數(shù):
() => 3.14

// 可變參數(shù):
(x, y, ...rest) => {
    var i, sum = x + y;
    for (i=0; i<rest.length; i++) {
        sum += rest[i];
    }
    return sum;
}

如果要返回一個(gè)對(duì)象，就要注意，如果是單表達(dá)式，這么寫(xiě)的話會(huì)報(bào)錯(cuò)：

// SyntaxError:
x => { foo: x }

因?yàn)楹秃瘮?shù)體的{ ... }有語(yǔ)法沖突，所以要改為：

// ok:
x => ({ foo: x })

this

箭頭函數(shù)看上去是匿名函數(shù)的一種簡(jiǎn)寫(xiě)，但實(shí)際上，箭頭函數(shù)和匿名函數(shù)有個(gè)明顯的區(qū)別：箭頭函數(shù)內(nèi)部的this是詞法作用域，由上下文確定。

回顧前面的例子，由于JavaScript函數(shù)對(duì)this綁定的錯(cuò)誤處理，下面的例子無(wú)法得到預(yù)期結(jié)果：

var obj = {
    birth: 1990,
    getAge: function () {
        var b = this.birth; // 1990
        var fn = function () {
            return new Date().getFullYear() - this.birth; // this指向window或undefined
        };
        return fn();
    }
};

現(xiàn)在，箭頭函數(shù)完全修復(fù)了this的指向，this總是指向詞法作用域，也就是外層調(diào)用者obj：

var obj = {
    birth: 1990,
    getAge: function () {
        var b = this.birth; // 1990
        var fn = () => new Date().getFullYear() - this.birth; // this指向obj對(duì)象
        return fn();
    }
};
obj.getAge(); // 25

練習(xí)：請(qǐng)使用箭頭函數(shù)簡(jiǎn)化排序時(shí)傳入的函數(shù)：

'use strict' var arr = [10, 20, 1, 2];
arr.sort((x, y) => {
    //在此處填寫(xiě)
    return x-y;
});
console.log(arr); // [1, 2, 10, 20]

generator

generator（生成器）是ES6標(biāo)準(zhǔn)引入的新的數(shù)據(jù)類(lèi)型。一個(gè)generator看上去像一個(gè)函數(shù)，但可以返回多次。

先復(fù)習(xí)函數(shù)的概念。一個(gè)函數(shù)是一段完整的代碼，調(diào)用一個(gè)函數(shù)就是傳入?yún)?shù)，然后返回結(jié)果：

function foo(x) {
    return x + x;
}

var r = foo(1); // 調(diào)用foo函數(shù)

函數(shù)在執(zhí)行過(guò)程中，如果沒(méi)有遇到return語(yǔ)句（函數(shù)末尾如果沒(méi)有return，就是隱含的return undefined;），控制權(quán)無(wú)法交回被調(diào)用的代碼。

generator和函數(shù)很像，定義如下：

function* foo(x) {
    yield x + 1;
    yield x + 2;
    return x + 3;
}

generator和函數(shù)不同的是，generator由function*定義（注意多出的*號(hào)），并且，除了return語(yǔ)句，還可以用yield返回多次。

編寫(xiě)一個(gè)產(chǎn)生斐波那契數(shù)列的函數(shù)（由0，1開(kāi)頭），可以這么寫(xiě)：

function fib(max) {
    var
        t,
        a = 0,
        b = 1,
        arr = [0, 1];
    while (arr.length < max) {
        [a, b] = [b, a + b];
        arr.push(b);
    }
    return arr;
}
//測(cè)試
fib(5); //[0, 1, 1, 2, 3]
fib(10); // [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34]

函數(shù)只能返回一次，所以必須返回一個(gè)Array。但是，如果換成generator，就可以一次返回一個(gè)數(shù)，不斷返回多次。用generator改寫(xiě)如下：

function* fib(max) {
    var
        t,
        a = 0,
        b = 1,
        n = 0;
    while (n < max) {
        yield a;
        [a, b] = [b, a + b];
        n++;
    }
    return;
}

直接調(diào)用試試：

fib(5); // fib {[[GeneratorStatus]]: "suspended", [[GeneratorReceiver]]: Window}

直接調(diào)用一個(gè)generator和調(diào)用函數(shù)不一樣，fib(5)僅僅是創(chuàng)建了一個(gè)generator對(duì)象，還沒(méi)有去執(zhí)行它。

調(diào)用generator對(duì)象有兩個(gè)方法，一是不斷地調(diào)用generator對(duì)象的next()方法：

var f = fib(5);
f.next(); //{value: 0, done: false}
f.next(); // {value: 1, done: false}
f.next(); // {value: 1, done: false}
f.next(); // {value: 2, done: false}
f.next(); // {value: 3, done: false}
f.next(); // {value: undefined, done: true}

next()方法會(huì)執(zhí)行g(shù)enerator的代碼，然后，每次遇到yield x;就返回一個(gè)對(duì)象{value: x, done: true/false}，然后“暫?！?。返回的value就是yield的返回值，done表示這個(gè)generator是否已經(jīng)執(zhí)行結(jié)束了。如果done為true，則value就是return的返回值。

當(dāng)執(zhí)行到done為true時(shí)，這個(gè)generator對(duì)象就已經(jīng)全部執(zhí)行完畢，不要再繼續(xù)調(diào)用next()了。

第二個(gè)方法是直接用for ... of循環(huán)迭代generator對(duì)象，這種方式不需要我們自己判斷done：

for (var x of fib(10)) {
    console.log(x); // 依次輸出0, 1, 1, 2, 3, ...
}

因?yàn)間enerator可以在執(zhí)行過(guò)程中多次返回，所以它看上去就像一個(gè)可以記住執(zhí)行狀態(tài)的函數(shù)，利用這一點(diǎn)，寫(xiě)一個(gè)generator就可以實(shí)現(xiàn)需要用面向?qū)ο蟛拍軐?shí)現(xiàn)的功能。例如，用一個(gè)對(duì)象來(lái)保存狀態(tài)，得這么寫(xiě)：

var fib = {
    a: 0,
    b: 1,
    n: 0,
    max: 5,
    next: function () {
        var 
            r = this.a,
            t = this.a + this.b;
        this.a = this.b;
        this.b = t;
        if (this.n < this.max) {
            this.n++;
            return r;
        } else {
            return underfined;
        }
    }
};

用對(duì)象的屬性來(lái)保存狀態(tài)，相當(dāng)繁瑣。

generator還有另一個(gè)巨大的好處，就是把異步回調(diào)代碼變成“同步”代碼。這個(gè)好處要等到后面學(xué)了AJAX以后才能體會(huì)到。

練習(xí)

要生成一個(gè)自增的ID，可以編寫(xiě)一個(gè)next_id()函數(shù)：

var current_id = 0;

function next_id() {
    current_id ++;
    return current_id;
}

由于函數(shù)無(wú)法保存狀態(tài)，故需要一個(gè)全局變量current_id來(lái)保存數(shù)字。

不用閉包，試用generator改寫(xiě)：

'use strict'; 
function* next_id() {
    //write your code here
    var x = 0;
    while (x >= 0) {
        x++;
        yield x;
}
return;
}
//測(cè)試:
var
    x,
    pass = true,
    g = next_id();
for (x = 1; x < 100; x ++) {
    if (g.next().value !== x) {
        pass = false;
        console.log('測(cè)試失敗!');
        break;
    }
}
if (pass) {
    console.log('測(cè)試通過(guò)!');
}