面试题：JavaScript函数式编程中的纯函数理解与应用

Question

请解释什么是JavaScript中的纯函数，并举例说明一个纯函数和一个非纯函数。同时，阐述纯函数在函数式编程中的重要性以及在实际应用场景（如数据处理模块）中如何使用纯函数提高代码的可维护性和测试性。

Answer 1

纯函数定义

纯函数是指在给定相同输入的情况下，始终返回相同输出，并且不会产生任何可观察的副作用（如修改外部变量、进行 API 调用、打印日志等）的函数。

纯函数示例

function add(a, b) {
    return a + b;
}

无论何时调用 add(2, 3)，它都会返回 5，不会对外部环境产生任何影响。

非纯函数示例

let count = 0;
function increment() {
    count++;
    return count;
}

每次调用 increment 函数，即使没有传入参数，返回值也会因为修改了外部变量 count 而不同，这就是产生了副作用。

纯函数在函数式编程中的重要性

1. 可预测性：由于给定相同输入返回相同输出，使得程序行为更容易理解和预测，方便调试和维护。
2. 可缓存性：因为输出仅依赖输入，所以可以通过缓存输入 - 输出对来优化性能，避免重复计算。
3. 并行处理：纯函数无副作用，在多线程或分布式环境下，可以安全地并行执行，不用担心数据竞争问题。

在数据处理模块中提高可维护性和测试性

1. 提高可维护性：纯函数将数据处理逻辑封装，相互独立，修改一个纯函数不会影响其他部分的代码，降低了代码耦合度，使得代码结构更清晰，更易于维护。例如在数据清洗模块，每个清洗步骤都可以写成纯函数，如清洗字符串的函数 function cleanString(str) { return str.trim().toLowerCase(); }。
2. 提高测试性：测试纯函数非常简单，只需验证输入和输出是否符合预期，不需要考虑外部环境的影响。比如测试 add 函数，只需要断言 add(2, 3) 的返回值是否为 5 即可。在数据处理模块的单元测试中，纯函数可以很方便地进行单独测试，保证数据处理逻辑的正确性。