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高阶函数英文叫Higher-order function。那么什么是高阶函数?
JavaScript的函数其实都指向某个变量。既然变量可以指向函数,函数的参数能接收变量,那么一个函数就可以接收另一个函数作为参数,这种函数就称之为高阶函数。
一个最简单的高阶函数:
function add(x, y, f) {
return f(x) + f(y);
}
当我们调用add(-5, 6, Math.abs)
时,参数x
,y
和f
分别接收-5
,6
和函数Math.abs
,根据函数定义,我们可以推导计算过程为:
x = -5;
y = 6;
f = Math.abs;
f(x) + f(y) ==> Math.abs(-5) + Math.abs(6) ==> 11;
return 11;
用代码验证一下:
'use strict'; function add(x, y, f) { return f(x) + f(y); }var x = add(-5, 6, Math.abs); // 11
console.log(x);
编写高阶函数,就是让函数的参数能够接收别的函数。
如果你读过Google的那篇大名鼎鼎的论文“MapReduce: Simplified Data Processing on Large Clusters”,你就能大概明白map/reduce的概念。
map
举例说明,比如我们有一个函数f(x)=x2,要把这个函数作用在一个数组[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
上,就可以用map
实现如下:
由于map()
方法定义在JavaScript的Array
中,我们调用Array
的map()
方法,传入我们自己的函数,就得到了一个新的Array
作为结果:
'use strict'; function pow(x) { return x * x; }
var arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
var results = arr.map(pow); // [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
console.log(results);
注意:map()
传入的参数是pow
,即函数对象本身。
你可能会想,不需要map()
,写一个循环,也可以计算出结果:
var f = function (x) {
return x * x;
};
var arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
var result = [];
for (var i=0; i<arr.length; i++) {
result.push(f(arr[i]));
}
的确可以,但是,从上面的循环代码,我们无法一眼看明白“把f(x)作用在Array的每一个元素并把结果生成一个新的Array”。
所以,map()
作为高阶函数,事实上它把运算规则抽象了,因此,我们不但可以计算简单的f(x)=x2,还可以计算任意复杂的函数,比如,把Array
的所有数字转为字符串:
var arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
arr.map(String); // ['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']
只需要一行代码。
reduce
再看reduce的用法。Array的reduce()
把一个函数作用在这个Array
的[x1, x2, x3...]
上,这个函数必须接收两个参数,reduce()
把结果继续和序列的下一个元素做累积计算,其效果就是:
[x1, x2, x3, x4].reduce(f) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)
比方说对一个Array
求和,就可以用reduce
实现:
var arr = [1, 3, 5, 7, 9];
arr.reduce(function (x, y) {
return x + y;
}); // 25
练习:利用reduce()
求积:
'use strict'; function product(arr) {return arr.reduce(function(x,y){
return x * y;
});
} // 测试: if (product([1, 2, 3, 4]) === 24 && product([0, 1, 2]) === 0 && product([99, 88, 77, 66]) === 44274384) { console.log('测试通过!'); } else { console.log('测试失败!'); }
要把[1, 3, 5, 7, 9]
变换成整数13579,reduce()
也能派上用场:
var arr = [1, 3, 5, 7, 9];
arr.reduce(function (x, y) {
return x * 10 + y;
}); // 13579
如果我们继续改进这个例子,想办法把一个字符串13579
先变成Array
——[1, 3, 5, 7, 9]
,再利用reduce()
就可以写出一个把字符串转换为Number的函数。
练习:不要使用JavaScript内置的parseInt()
函数,利用map和reduce操作实现一个string2int()
函数:
'use strict'; function string2int(s) {
return Array.from(s).map( (x) => x - '0').reduce(function(x,y){
return x *10 + y;
});
} // 测试: if (string2int('0') === 0 && string2int('12345') === 12345 && string2int('12300') === 12300) { if (string2int.toString().indexOf('parseInt') !== -1) { console.log('请勿使用parseInt()!'); } else if (string2int.toString().indexOf('Number') !== -1) { console.log('请勿使用Number()!'); } else { console.log('测试通过!'); } } else { console.log('测试失败!'); }
练习
请把用户输入的不规范的英文名字,变为首字母大写,其他小写的规范名字。输入:['adam', 'LISA', 'barT']
,输出:['Adam', 'Lisa', 'Bart']
。
'use strict'; function normalize(arr) {return arr.map(function(str){
return str[0].toUpperCase() + str.substring(1).toLowerCase();
});
} // 测试: if (normalize(['adam', 'LISA', 'barT']).toString() === ['Adam', 'Lisa', 'Bart'].toString()) { console.log('测试通过!'); } else { console.log('测试失败!'); }
小明希望利用map()
把字符串变成整数,他写的代码很简洁:
'use strict'; var arr = ['1', '2', '3']; var r;function returnInt(element) {
return parseInt(element, 10);
//10表示10进制
}
r = arr.map(returnInt);
console.log(r);
结果竟然是1, NaN, NaN
,小明百思不得其解,请帮他找到原因并修正代码。
提示:参考Array.prototype.map()的文档。
由于map()
接收的回调函数可以有3个参数:callback(currentValue, index, array)
,通常我们仅需要第一个参数,而忽略了传入的后面两个参数。不幸的是,parseInt(string, radix)
没有忽略第二个参数,导致实际执行的函数分别是:
parseInt('0', 0); // 0, 按十进制转换
parseInt('1', 1); // NaN, 没有一进制
parseInt('2', 2); // NaN, 按二进制转换不允许出现2
可以改为r = arr.map(Number);
,因为Number(value)
函数仅接收一个参数。
filter
filter也是一个常用的操作,它用于把Array
的某些元素过滤掉,然后返回剩下的元素。
和map()
类似,Array
的filter()
也接收一个函数。和map()
不同的是,filter()
把传入的函数依次作用于每个元素,然后根据返回值是true
还是false
决定保留还是丢弃该元素。
例如,在一个Array
中,删掉偶数,只保留奇数,可以这么写:
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]
把一个Array
中的空字符串删掉,可以这么写:
var arr = ['A', '', 'B', null, undefined, 'C', ' '];
var r = arr.filter(function (s) {
return s && s.trim(); // 注意:IE9以下的版本没有trim()方法
});
r; // ['A', 'B', 'C']
可见用filter()
这个高阶函数,关键在于正确实现一个“筛选”函数。
回调函数
filter()
接收的回调函数,其实可以有多个参数。通常我们仅使用第一个参数,表示Array
的某个元素。回调函数还可以接收另外两个参数,表示元素的位置和数组本身:
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就是变量arr
return true;
});
利用filter
,可以巧妙地去除Array
的重复元素:
'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());
去除重复元素依靠的是indexOf
总是返回第一个元素的位置,后续的重复元素位置与indexOf
返回的位置不相等,因此被filter
滤掉了。
练习
请尝试用filter()
筛选出素数:
'use strict'; function get_primes(arr) {var i;
return arr.filter(function(element, index, self){
if(element === 1)
return false;
for(i = 2; i <= Math.sqrt(element); i++){
if(element % i === 0)
return false;
}
return true;
});
} // 测试: var x, r, arr = []; for (x = 1; x < 100; x++) { arr.push(x); } r = get_primes(arr); if (r.toString() === [2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97].toString()) { console.log('测试通过!'); } else { console.log('测试失败: ' + r.toString()); }
sort
排序算法
排序也是在程序中经常用到的算法。无论使用冒泡排序还是快速排序,排序的核心是比较两个元素的大小。如果是数字,我们可以直接比较,但如果是字符串或者两个对象呢?直接比较数学上的大小是没有意义的,因此,比较的过程必须通过函数抽象出来。通常规定,对于两个元素x
和y
,如果认为x < y
,则返回-1
,如果认为x == y
,则返回0
,如果认为x > y
,则返回1
,这样,排序算法就不用关心具体的比较过程,而是根据比较结果直接排序。
JavaScript的Array
的sort()
方法就是用于排序的,但是排序结果可能让你大吃一惊:
// 看上去正常的结果:
['Google', 'Apple', 'Microsoft'].sort(); // ['Apple', 'Google', 'Microsoft'];
// apple排在了最后:
['Google', 'apple', 'Microsoft'].sort(); // ['Google', 'Microsoft", 'apple']
// 无法理解的结果:
[10, 20, 1, 2].sort(); // [1, 10, 2, 20]
第二个排序把apple
排在了最后,是因为字符串根据ASCII码进行排序,而小写字母a
的ASCII码在大写字母之后。
第三个排序结果是什么鬼?简单的数字排序都能错?
这是因为Array
的sort()
方法默认把所有元素先转换为String再排序,结果'10'
排在了'2'
的前面,因为字符'1'
比字符'2'
的ASCII码小。
如果不知道sort()
方法的默认排序规则,直接对数字排序,绝对栽进坑里!
幸运的是,sort()
方法也是一个高阶函数,它还可以接收一个比较函数来实现自定义的排序。
要按数字大小排序,我们可以这么写:
'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]
如果要倒序排序,我们可以把大的数放前面:
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]
默认情况下,对字符串排序,是按照ASCII的大小比较的,现在,我们提出排序应该忽略大小写,按照字母序排序。要实现这个算法,不必对现有代码大加改动,只要我们能定义出忽略大小写的比较算法就可以:
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']
忽略大小写来比较两个字符串,实际上就是先把字符串都变成大写(或者都变成小写),再比较。
从上述例子可以看出,高阶函数的抽象能力是非常强大的,而且,核心代码可以保持得非常简洁。
最后友情提示,sort()
方法会直接对Array
进行修改,它返回的结果仍是当前Array
:
var a1 = ['B', 'A', 'C'];
var a2 = a1.sort();
a1; // ['A', 'B', 'C']
a2; // ['A', 'B', 'C']
a1 === a2; // true, a1和a2是同一对象