如何學習 Functional Programming ?

Functional Programming 在近年來逐漸受到重視，尤其 ECMAScript 本身就具有 Functional 特質 (First-Class Function、Closure、Higher Order Function)，再加上 React、Redux、RxJS、Ramda … 等推波助瀾，FP 從理論走向實務，但也由於 FP 與 OOP 思維迥異，因此很多人視 FP 為異端而裹足不前，本文整理出 FP 三個最重要的心法幫助大家學習。

Functional Programming

FP 的一個特色就是 專有名詞 很多，如 Currying、Partial Application、Functor、Monad … 等，光搞懂一個名詞就要花很多時間，但這些性質其實都是從 FP 三個最基本特性所推導出來的，也就是要學好 FP，應該先從最基本觀念建立起，然後再逐步向外推展學習其他衍生特性。

FP 的本質有三項：

• 資料與功能分離
• No Side Effect
• Function Composition

資料與功能分離

傳統 OOP 教我們 資料 與 功能 合一，以 職責 的角度，將 資料 與 功能 封裝在合適的 class 內，在實務上很容易遇到以下問題：

• 由於資料與功能合一，但功能不斷增加，很容易單一 class 就有太多的功能，但由於這些功能又與該資料有關，放在其他 class 又不太適合
• 若不同資料有相同的功能，放在哪一個 class 都很尷尬

FP 則是強調 資料 與 功能 分離：

• 資料 僅以 array 與 object literal 表示，不另外建立型別
• 功能 僅以 function 表示，可自行將 function 放在適合的 module，與 資料 無關

也由於 FP 的 資料 與 功能 分離：

• 功能不斷增加，只要不斷新增 function，再重構到適合的 module 即可，因此沒有單一 class 爆炸問題
• 由於 function 與 module 與 data 是獨立的，因此容易重複使用，也不會有該功能該放在哪一個 class 的尷尬

No Side Effect

傳統 OOP 的最小顆粒是 class，class 對外而言是封裝，但 class 對內則沒有，因此 class 內部的 method 是以 this 去讀取與修改 field，在實務上很容易遇到以下問題：

• class 並不見得由同一個人寫，也就是由團隊不同人維護不同 method，因此要維護 method 時，必須很清楚 field 的來龍去脈，因為 bug 通常就是來自於其他 method 修改了 field
• 由於需求的改變，功能不斷的增加，單一 class 很容易 method 過多而爆炸，因此會想要重構到新的 class，但由於各 method 共用 field 盤根錯節，要重構到其他 class 並不容易
• 有些 method 並沒有回傳值，他的目的只是修改 field，但這些 field 可能根本沒有 getter，造成 unit test 困難

FP 的 function 都是 Pure Function，也就是 function 只跟參數有關，且一定要有回傳值：

• 儘管一個 module 由團隊不同人維護不同 function，但因為 function 只跟參數有關，只要搞懂該 function 即可，也不用擔心被其他 function 影響
• 當單一 module 的 fuction 過多時，只要建立新的 module，再將 function 剪下貼上即可，不用擔心共用 field 問題，非常容易重構
• Pure Function 只跟參數有關，又一定有回傳值，因此 unit test 非常容易，只要提供參數的 stub，並且驗證結果即可

Function Composition

程式碼只要寫大，就會有重複程式碼的問題要解決，傳統 OOP 使用的是 繼承 ，這會造成 子類別 與 父類別 的 強耦合 ，父類別所新增的 method 會讓子類別強迫概括承受。

後來 OOP 建議使用 Class Composition，也就是將重複的部分抽成 class，使用 DI 注入，在實務上很容易遇到以下問題：

• 為了讓 class 能單一職責，我們會希望 class 顆粒盡量小，但這又會造成 DI 注入爆炸
• 若要將 class 單一職責到極致，常常會看到一個 class / interface 只有一個 method，造成檔案數目爆炸

FP 則是使用 Function Composition，將重複部分抽成小小的 function，再以 Higher Order Function 組合成所要的 function：

• Function 的顆粒遠比 class 小，徹底實踐單一職責，重複使用率超高
• 不會造成 DI 爆炸，只是 import 很多而已，但 import 很多也沒什麼關係
• 不會再有一個 class / interface 只有一個 method 的窘境，檔案數目大幅減少

對於常用的 Higher Order Function，如 RxJS、Ramda 已經提供了很多，我們只需寫與商業邏輯相關的小 function，然後組合 library 所提供的 function 即可

Conclusion

• 初學者在學習 FP 時，只要時時想到這三點，要求自己這樣寫程式，FP 功力就會慢慢進步
• 儘管某些 framework 還是使用 OOP 設計，但盡量將這三點融合在 OOP 內，也能使程式碼更容易維護
• FP 的關鍵在於 Function Composition，因此熟悉 RxJS 或 Ramda 的 operator 是必要的