面试题：JavaScript 函数式编程中纯函数的特性及应用

Question

请阐述 JavaScript 函数式编程中纯函数的两个主要特性，并举例说明在实际项目里纯函数可以在哪些场景下应用，比如数据处理方面。

Answer 1

纯函数的两个主要特性

1. 相同输入，相同输出：无论何时调用，只要传入的参数相同，纯函数总会返回相同的结果。它不依赖于外部状态，也不会被外部状态所影响。例如：

function add(a, b) {
    return a + b;
}
console.log(add(2, 3)); // 5
console.log(add(2, 3)); // 5，每次调用，只要参数相同，结果就相同

2. 无副作用：纯函数不会对外部环境产生可观察的变化，如修改全局变量、发起网络请求、操作 DOM 等。例如，以下函数就有副作用，因为它修改了全局变量：

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

而纯函数版本则不会：

function increment(count) {
    return count + 1;
}
let initialCount = 0;
let newCount = increment(initialCount);
// initialCount 未被修改，新值通过返回值获取

实际项目中的应用场景

1. 数据处理：在数据映射、过滤和归约等操作中非常有用。例如，使用 map 方法处理数组数据：

const numbers = [1, 2, 3, 4];
const squaredNumbers = numbers.map(num => num * num);
// squaredNumbers: [1, 4, 9, 16]
// map 方法的回调函数是纯函数，对每个元素执行相同操作，不影响外部状态

2. 数据缓存：由于纯函数相同输入总是返回相同输出，可以方便地进行缓存。比如使用 lodash 库中的 memoize 方法来缓存纯函数的结果：

import _ from 'lodash';
function expensiveCalculation(a, b) {
    // 假设这里有复杂的计算逻辑
    return a + b;
}
const memoizedCalculation = _.memoize(expensiveCalculation);
console.log(memoizedCalculation(2, 3)); // 第一次调用，执行计算
console.log(memoizedCalculation(2, 3)); // 第二次调用，直接返回缓存结果，提高性能

3. 测试：纯函数易于测试，因为不需要考虑外部状态的影响。例如：

function multiply(a, b) {
    return a * b;
}
// 测试时只需要关注输入和输出
import { expect } from 'chai';
describe('multiply function', () => {
    it('should multiply two numbers correctly', () => {
        expect(multiply(2, 3)).to.equal(6);
    });
});