JavaScript之函数式编程思想--函数记忆

本文介绍函数记忆编程思想,通过阶乘实例演示如何减少重复计算,提高浏览器运行效率,并探讨其适用场景。

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        函数记忆编程是一种编程思想,主要是解决当我们在编程过程中有些部分或者有些功能是重叠的,可以利用记忆函数来把重叠的部分记录下来。

        典型的例子就是阶乘和斐波那契数列了。这里我们用数组来示范一下。

var content = 0;
function jiece(n)
   content ++;
   if(n == 0 || n == 1){
         return 1;
    } else {
       return n * jiece(n - 1);
    }
}
jiece(5); 

        我们发现,让我们运行这个代码输出content 是15;也就是说这个函数功能代码跑了15次。我们再用函数记忆的思想实现一下。

var content = 0;
var cache = [];
function(n){
      if(n == 0 || n == 1){
            cache[0] = 1;
            cache[1] = 1;
            return 1 ;
       } else{
         cache[n] = n * jiece( n - 1);
         return cache[n]; 
}

        这样的函数就有了函数记忆的功能,我们知道我们不可能在编程过程中把变量写在全局里面,我们可以把记忆函数封装成一个JavaScript包。同时下面这种方法是高阶函数编程的一种方法,运用了闭包的性质,不自己的变量私有化起来。

        

function momeize (f){
       var cache = [];
       return function(){
           var key = arguments.length + [].join.call(arguments,",");
       if(cache[key]){
           return cache[key];
        } else{
           return cache[key] =  f.apply(this,arguments);
         }
     }
}

        当我们这样在浏览器上跑速度的时候这样是工程量非常大的。


        并不是所有的地方都可以函数记忆的方式。只是有些程序必须在浏览器上执行多次同一个代码。使得函数的在浏览器上的运行效率会降低。

        --主页传送门--

        

在 Java 中,函数式编程的特性自 Java 8 起得到了显著增强,包括引入了 `lambda` 表达式和 `Stream API` 等功能。其中,闭包(Closure)是函数式编程中的一个重要概念,它指的是一个可以访问并记住其词法作用域的函数对象,即使该函数在其作用域外执行。 Java 中的闭包主要通过 `lambda` 表达式来实现。虽然 Java 的闭包机制与一些纯粹的函数式语言(如 Scala 或 JavaScript)有所不同,但其核心思想是一致的:即允许函数访问定义在其外部作用域中的变量[^2]。 ### 使用方式 #### 1. Lambda 表达式与闭包 Java 中的 `lambda` 表达式可以引用其外部作用域中的变量,从而形成闭包。需要注意的是,Java 要求这些变量必须是 `final` 或等效不可变的(effective final),以确保线程安全和避免副作用[^2]。 ```java import java.util.function.Function; public class ClosureExample { public static void main(String[] args) { int multiplier = 2; Function<Integer, Integer> closure = x -> x * multiplier; System.out.println(closure.apply(5)); // 输出 10 } } ``` 在这个例子中,`closure` 是一个 lambda 表达式,它引用了外部变量 `multiplier`,从而形成了一个闭包。 #### 2. 函数工厂 闭包可以用于创建函数工厂,即根据某些参数动态生成新的函数。这种方式在 Java 中可以通过返回 `Function` 接口的实例来实现[^1]。 ```java import java.util.function.Function; public class FunctionFactory { public static Function<Integer, Integer> createMultiplier(int factor) { return x -> x * factor; } public static void main(String[] args) { Function<Integer, Integer> doubleIt = createMultiplier(2); Function<Integer, Integer> tripleIt = createMultiplier(3); System.out.println(doubleIt.apply(4)); // 输出 8 System.out.println(tripleIt.apply(4)); // 输出 12 } } ``` 这里,`createMultiplier` 方法返回了一个 lambda 表达式,该表达式捕获了 `factor` 变量,从而形成了闭包。 #### 3. 记忆功能(Memoization) 闭包还可以用于实现记忆功能,即将函数的计算结果缓存起来,以便后续调用时直接使用,而不必重复计算。这在处理昂贵的计算任务时非常有用[^1]。 ```java import java.util.HashMap; import java.util.Map; import java.util.function.Function; public class MemoizationExample { private static Map<Integer, Integer> cache = new HashMap<>(); public static Function<Integer, Integer> memoizedSquare = x -> { return cache.computeIfAbsent(x, key -> key * key); }; public static void main(String[] args) { System.out.println(memoizedSquare.apply(5)); // 计算 25 System.out.println(memoizedSquare.apply(5)); // 直接从缓存获取 25 } } ``` 在这个例子中,`memoizedSquare` 是一个带有缓存机制的闭包,它可以记住之前计算的结果,并在后续调用时直接返回缓存值。 ### 总结 Java 中的闭包通过 `lambda` 表达式实现,并且能够访问外部作用域中的变量。由于 Java 的设计限制,这些变量必须是不可变的,以保证安全性。闭包在 Java 中的应用主要包括函数工厂、记忆功能等场景,为函数式编程提供了强大的支持。
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