JavaScript学习记录day7-高阶函数

比眉伴天荒 2022-05-31 08:23 303阅读 0赞

JavaScript学习记录day7-高阶函数

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  • JavaScript学习记录day7-高阶函数

    • 什么是高阶函数
    • map
    • reduce
    • filter
    • 排序算法

1. 什么是高阶函数

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：

  1. function add(x, y, f) { 
  2.     return f(x) + f(y);
  3. }

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：

  1. x = -5;
  2. y = 6;
  3. f = Math.abs;
  4. f(x) + f(y) ==> Math.abs(-5) + Math.abs(6) ==> 11;
  5. return 11;

用代码验证一下：

  1. 'use strict';
  3. function add(x, y, f) { 
  4.     return f(x) + f(y);
  5. }
  7. var x = add(-5, 6, Math.abs); 
  8. console.log(x);  // 11

2. 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：

map

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：

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

注意：
map()传入的参数是pow，即函数对象本身。

有人可能会想，不需要map()，写一个循环，也可以计算出结果：

  1. var f = function (x) { 
  2.     return x * x;
  3. };
  5. var arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
  6. var result = [];
  7. for (var i=0; i<arr.length; i++) {
  8.     result.push(f(arr[i]));
  9. }

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：

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

只需要一行代码。

3. 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：

  1. var arr = [1, 3, 5, 7, 9];
  2. result = arr.reduce(function (x, y) { 
  3.     return x + y;
  4. });
  6. console.log(result);  // 25

练习：利用reduce()求积：

  1. function product(arr) { 
  2.     result = arr.reduce(function (x, y) { 
  3.         return x * y;
  4.     });
  5.     return result;
  6. }
  8. // 测试:
  9. if (product([1, 2, 3, 4]) === 24 && product([0, 1, 2]) === 0 && product([99, 88, 77, 66]) === 44274384) {
  10.     console.log('测试通过!');
  11. }
  12. else {
  13.     console.log('测试失败!');
  14. }

要把[1, 3, 5, 7, 9]变换成整数13579，reduce()也能派上用场：

  1. var arr = [1, 3, 5, 7, 9];
  2. arr.reduce(function (x, y) { 
  3.     return x * 10 + y;
  4. }); // 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：

  1. 'use strict';
  3. function string2int(s) { 
  4.     // 利用js变量弱类型转换
  5.     var s_length = s.length;
  6.     if (s_length == 1) {
  7.         return s * 1;
  8.     } else {
  9.         var arr = s.split("");
  10.         var result = arr.reduce(function (x, y) { 
  11.             return x * 10 + y * 1;
  12.         });
  13.         return result;
  14.     }
  15. }
  17. // 测试:
  18. if (string2int('0') === 0 && string2int('12345') === 12345 && string2int('12300') === 12300) {
  19.     if (string2int.toString().indexOf('parseInt') !== -1) {
  20.         console.log('请勿使用parseInt()!');
  21.     } else if (string2int.toString().indexOf('Number') !== -1) {
  22.         console.log('请勿使用Number()!');
  23.     } else {
  24.         console.log('测试通过!');
  25.     }
  26. }
  27. else {
  28.     console.log('测试失败!');
  29. }

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']。

  1. 'use strict';
  3. function normalize(arr) { 
  4.     // return arr.map((x)=>{ 
  5.     // if(x.length > 0)
  6.     // { 
  7.     // x = x.toLowerCase();
  8.     // x = x[0].toUpperCase() + x.substr(1);
  9.     // }
  10.     // return x;
  11.     // });
  12.     return arr.map(function (x) { 
  13.         return x.substring(0, 1).toUpperCase() + x.substring(1).toLowerCase();
  14.     });
  15. }
  17. // 测试:
  18. if (normalize(['adam', 'LISA', 'barT']).toString() === ['Adam', 'Lisa', 'Bart'].toString()) {
  19.     console.log('测试通过!');
  20. }
  21. else {
  22.     console.log('测试失败!');
  23. }

小明希望利用map()把字符串变成整数，他写的代码很简洁：

  1. 'use strict';
  3. var arr = ['1', '2', '3'];
  4. var r;
  6. r = arr.map(parseInt);
  8. 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。

  1. parseInt( ) 的语法：
  2. parseInt ( String s , [ int radix ] )
  3. 其中，
  4. 参数 String s ，必需，表示要被解析的字符串。
  5. int radix ，可选，表示要解析的数字的基数。
  6. 该函数使用第二个参数指定的基数，其值介于 2 ~ 36 之间。如果省略该参数或其值为 0，则数字将以 10 为基础来解析。如果它以 “0x” 或 “0X” 开头，将以 16 为基数。
  7. 如果该参数小于 2 或者大于 36，则 parseInt() 将返回 NaN。
  8. ["1","2","3"].map(parseInt)等于[parseInt(1,0),parseInt(2,1),parseInt(3,2)];

4. 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：

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

把一个Array中的空字符串删掉，可以这么写：

  1. var arr = ['A', '', 'B', null, undefined, 'C', ' '];
  2. var r = arr.filter(function (s) { 
  3.     return s && s.trim(); // 注意：IE9以下的版本没有trim()方法
  4. });
  5. console.log(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：

  1. var arr = ['A', 'B', 'C'];
  2. var r = arr.filter(function (element, index, self) { 
  3.     console.log(element); // 依次打印'A', 'B', 'C'
  4.     console.log(index); // 依次打印0, 1, 2
  5.     console.log(self); // self就是变量arr
  6.     return true;
  7. });

利用filter，可以巧妙地去除Array的重复元素：

  1. 'use strict';
  3. var
  4.     r,
  5.     arr = ['apple', 'strawberry', 'banana', 'pear', 'apple', 'orange', 'orange', 'strawberry'];
  7. r = arr.filter(function (element, index, self) { 
  8.     return self.indexOf(element) === index;
  9. });
  11. console.log(r.toString()); // apple,strawberry,banana,pear,orange

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：

  1. 'use strict';
  3. function get_primes(arr) { 
  4.     // 判断一个整数m是否为素数，只需用2至m-1之间的每一个整数去除，如果都不能被整除，那么m就是一个素数。
  5.     // 对于一个正整数m而言，它对(m/2, m)范围内的正整数是必然不能够整除的,
  6.     // 因此，我们在判断m的时候，没有必要让它除以该范围内的数。
  7.     var r = arr.filter(function (element, index, self) { 
  8.         var i;
  9.         var result = true;
  10.         for (i = 2; i <= element / 2 ; i++) {
  11.             if (element % i == 0) {
  12.                 result = false;
  13.                 break;
  14.             }
  15.         }
  16.         return element < 2 ? false : result;
  17.     });
  18.     return r;
  19. }
  21. // 测试:
  22. var
  23.     x,
  24.     r,
  25.     arr = [];
  26. for (x = 1; x < 100; x++) {
  27.     arr.push(x);
  28. }
  29. r = get_primes(arr);
  30. 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()) {
  31.     console.log('测试通过!');
  32. } else {
  33.     console.log('测试失败: ' + r.toString());
  34. }

5. 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：

  1. // 看上去正常的结果:
  2. ['Google', 'Apple', 'Microsoft'].sort(); // ['Apple', 'Google', 'Microsoft'];
  4. // apple排在了最后:
  5. ['Google', 'apple', 'Microsoft'].sort(); // ['Google', 'Microsoft", 'apple']
  7. // 无法理解的结果:
  8. [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。

第三个排序结果是为什么呢？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：

  1. 'use strict';
  3. var arr = [10, 20, 1, 2];
  5. arr.sort(function (x, y) { 
  6.     if (x < y) {
  7.         return -1;
  8.     }
  9.     if (x > y) {
  10.         return 1;
  11.     }
  12.     return 0;
  13. });
  14. 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：

  1. var arr = [10, 20, 1, 2];
  2. arr.sort(function (x, y) { 
  3.     if (x < y) {
  4.         return 1;
  5.     }
  6.     if (x > y) {
  7.         return -1;
  8.     }
  9.     return 0;
  10. }); // [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：

  1. var arr = ['Google', 'apple', 'Microsoft'];
  2. arr.sort(function (s1, s2) { 
  3.     x1 = s1.toUpperCase();
  4.     x2 = s2.toUpperCase();
  5.     if (x1 < x2) {
  6.         return -1;
  7.     }
  8.     if (x1 > x2) {
  9.         return 1;
  10.     }
  11.     return 0;
  12. }); // ['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：

  1. var a1 = ['B', 'A', 'C'];
  2. var a2 = a1.sort();
  3. a1; // ['A', 'B', 'C']
  4. a2; // ['A', 'B', 'C']
  5. a1 === a2; // true, a1和a2是同一对象

学习参考教程：http://www.liaoxuefeng.com

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