前端开发中使用纯函数提纯非纯函数

理解纯函数和非纯函数是向更清晰、更基于角色和可测试的代码的简单过渡。在这篇文章中，将通过查看一个简单的体重指数（BMI）计算器来探索纯函数和非纯函数，该计算器通过一些简单的身高和体重输入因素来估算“健康体重”。

概念

上文简单介绍了什么是纯函数和非纯函数，这里在简单列举一下：

• 纯函数：纯函数更容易理解，特别是因为代码库可以扩展，以及基于角色的函数可以完成一项工作并且做得很好。纯函数不会修改作用域之外的外部变量、状态、数据，并且在给定相同输入的情况下返回相同的输出，这样的函数就被认为是“纯”的。

• 非纯函数：在其作用域范围之外改变变量、状态、数据的函数，因此因此将其视为“不纯”。编写 JavaScript 的方法有很多种，从非纯/纯函数的角度考虑，可以编写更容易推理的代码。

下面以完全不纯的方式创建的 BMI 计算器，然后再将其重构为多个使用纯函数的函数。

HTML和事件

这是创建的用于捕获用户输入数据的表单：

<form name="bmi">
    <h1>BMI计算器</h1>
    <label>
        <input type="text" name="weight" placeholder="体重 (kg)" />
    </label>
    <label>
        <input type="text" name="height" placeholder="身高 (cm)" />
    </label>
    <button type="submit">立即计算</button>
    <div class="calculation">
        <div>BMI值： <span class="result"></span></div>
        <div>健康指数：<span class="health"></span></div>
    </div>
</form>

下面为按钮增加事件监听器：

<script>
    (() => {
        const elForm = document.querySelector("form[name=bmi]");
        const onSubmit = (event) => {
            event.preventDefault();
        };

        elForm.addEventListener("submit", onSubmit, false);
    })();
</script>

非纯的实现

现在将删除 IIFE 和事件处理程序的内容，并专注于 onSubmit 函数：

const onSubmit = (event) => {
    event.preventDefault();

    let healthMessage;
    const result = elForm.querySelector(".result");
    const health = elForm.querySelector(".health");
    const weight = parseInt(
        elForm.querySelector("input[name=weight]").value,
        10
    );
    const height = parseInt(
        elForm.querySelector("input[name=height]").value,
        10
    );
    const bmi = (weight / (((height / 100) * height) / 100)).toFixed(1);
    if (bmi < 18.5) {
        healthMessage = "偏瘦体重";
    } else if (bmi > 18.5 && bmi < 25) {
        healthMessage = "健康体重";
    } else if (bmi > 25) {
        healthMessage = "肥胖体重";
    }

    result.innerHTML = bmi;
    health.innerHTML = healthMessage;
};

这就是 onSubmit 事件函数包含的所有内容，输入身高/体重，它就会用这些结果更新 DOM。现在，这就是非纯函数极难调试和理解的地方，特别是对于非前端开发人员来。当然为了代码的易读性，可以将其加些注释，如下：

const onSubmit = (event) => {
    // 阻止表单实际提交
    event.preventDefault();

    let healthMessage;
    // 获取DOM result 和 health 的 <span> 标签以将结果注入
    const result = elForm.querySelector(".result");
    const health = elForm.querySelector(".health");

    // 根据重量和身高值解析为基数为 10 的整数
    const weight = parseInt(
        elForm.querySelector("input[name=weight]").value,
        10
    );
    const height = parseInt(
        elForm.querySelector("input[name=height]").value,
        10
    );
    const bmi = (weight / (((height / 100) * height) / 100)).toFixed(1);
    if (bmi < 18.5) {
        healthMessage = "偏瘦体重";
    } else if (bmi > 18.5 && bmi < 25) {
        healthMessage = "健康体重";
    } else if (bmi > 25) {
        healthMessage = "肥胖体重";
    }
    // 将结果插入到相应的 DOM
    result.innerHTML = bmi;
    health.innerHTML = healthMessage;
};

看上去好像容易理解，然后需要大量的注释，很多时候都无法如何去描述。下面就以纯函数的方式对其重构。

纯函数的实现

在开始使用纯函数之前，在上面不纯的实现中，onSubmit 函数中做了太多的事情：

• 从 DOM 中读取值
• 将值解析为数字
• 从解析值计算BMI
• 有条件地检查 BMI 结果并将正确的消息分配给未定义的变量 healthMessage
• 将值写入 DOM

为了提纯实现，将要实现处理这些操作的函数：

• 将值解析为数字并计算 BMI
• 将绑定到 DOM 的正确消息返回

开始提纯

先从输入值解析计算BMI开始，专门针对这一段代码：

const weight = parseInt(elForm.querySelector("input[name=weight]").value, 10);
const height = parseInt(elForm.querySelector("input[name=height]").value, 10);

const bmi = (weight / (((height / 100) * height) / 100)).toFixed(1);

这涉及 parseInt() 计算BMI的公式，当在应用程序中的某个时刻重构或添加更多功能时，这不是很灵活并且很可能很容易出错（客户端输入是不可靠的）。

为了重构，只需要单独获取每个输入的 value 属性，并将它们委托给一个 getBMI 函数：

const weight = elForm.querySelector("input[name=weight]").value;
const height = elForm.querySelector("input[name=height]").value;

const bmi = getBMI(weight, height);

这个 getBMI 函数将是 100% 纯的，因为它接受参数并根据这些参数返回一个新的数据，给定相同的输入，将获得相同的输出。具体代码如下：

const getBMI = (weight, height) => {
    const newWeight = parseInt(weight, 10);
    const newHeight = parseInt(height, 10);
    return (newWeight / (((newHeight / 100) * newHeight) / 100)).toFixed(1);
};

此函数将 weight 和 height 作为参数，将它们转换为数字 parseInt ，然后执行 BMI 的计算。无论是将 String 还是 Number 作为每个参数传递，都可以安全检查。

进入下一个函数。healthMessage 的计算逻辑，如下：

health.innerHTML = getHealthMessage(bmi);

同样，开始实现 getHealthMessage 的逻辑：

const getHealthMessage = (bmiValue) => {
    let healthMessage;
    if (bmiValue < 18.5) {
        healthMessage = "偏瘦体重";
    } else if (bmiValue > 18.5 && bmiValue < 25) {
        healthMessage = "健康体重";
    } else if (bmiValue > 25) {
        healthMessage = "肥胖体重";
    }
    return healthMessage;
};

上面的函数也是 100% 的纯函数，输入输出固定。

至此，代码就完成了重构，完整代码如下：

<script>
    (() => {
        const elForm = document.querySelector("form[name=bmi]");

        const getHealthMessage = (bmiValue) => {
            let healthMessage;
            if (bmiValue < 18.5) {
                healthMessage = "偏瘦体重";
            } else if (bmiValue > 18.5 && bmiValue < 25) {
                healthMessage = "健康体重";
            } else if (bmiValue > 25) {
                healthMessage = "肥胖体重";
            }
            return healthMessage;
        };

        const getBMI = (weight, height) => {
            let newWeight = parseInt(weight, 10);
            let newHeight = parseInt(height, 10);
            return (
                newWeight /
                (((newHeight / 100) * newHeight) / 100)
            ).toFixed(1);
        };

        const onSubmit = (event) => {
            event.preventDefault();

            const result = elForm.querySelector(".result");
            const health = elForm.querySelector(".health");

            const weight = elForm.querySelector("input[name=weight]").value;
            const height = elForm.querySelector("input[name=height]").value;

            const bmi = getBMI(weight, height);

            result.innerHTML = bmi;
            health.innerHTML = getHealthMessage(bmi);
        };

        elForm.addEventListener("submit", onSubmit, false);
    })();
</script>

在前端项目开发中很难保证所有函数都是纯函数，因为只要需要和 DOM 进行交互的函数就不是纯函数，因此在代码优化过程中，不要过份追求纯函数，尽可能的提纯函数即可。