JavaScript学习记录day7-高阶函数

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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:

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

当我们调用add(-5, 6, Math.abs)时,参数xyf分别接收-56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); 
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Arraymap()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);
console.log(results);  // [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

<font color="red">注意</font>:
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:

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。

3. reduce

再看reduce的用法。Arrayreduce()把一个函数作用在这个Array[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];
result = arr.reduce(function (x, y) {
    return x + y;
});

console.log(result);  // 25

练习:利用reduce()求积:

function product(arr) {
    result = arr.reduce(function (x, y) {
        return x * y;
    });
    return result;
}

// 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13579reduce()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) {
    // 利用js变量弱类型转换
    var s_length = s.length;
    if (s_length == 1) {
        return s * 1;
    } else {
        var arr = s.split("");
        var result = arr.reduce(function (x, y) {
            return x * 10 + y * 1;
        });
        return result;
    }
}

// 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((x)=>{
    // if(x.length > 0)
    // {
    //   x = x.toLowerCase();
    //   x = x[0].toUpperCase() + x.substr(1);
    // }
    // return x;
    // });
    return arr.map(function (x) {
        return x.substring(0, 1).toUpperCase() + x.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;

r = arr.map(parseInt);

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。

parseInt( ) 的语法:
parseInt ( String s , [ int radix ] )
其中,
参数 String s ,必需,表示要被解析的字符串。
int radix ,可选,表示要解析的数字的基数。
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。
如果该参数小于 2 或者大于 36,则 parseInt() 将返回 NaN。
["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。

map()类似,Arrayfilter()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;
});
console.log(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
});
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:

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()); // 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:

'use strict';

function get_primes(arr) {
    // 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。
    // 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,
    // 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。
    var r = arr.filter(function (element, index, self) {
        var i;
        var result = true;
        for (i = 2; i <= element / 2 ; i++) {
            if (element % i == 0) {
                result = false;
                break;
            }
        }
        return element < 2 ? false : result;
    });
    return r;
}

// 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());
}

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 &lt; y,则返回-1,如果认为x == y,则返回0,如果认为x &gt; 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Arraysort()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。

第三个排序结果是为什么呢?简单的数字排序都能错?

这是因为Arraysort()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

学习参考教程:http://www.liaoxuefeng.com