JavaScript 函数式编程简介：不变性 #6

不变性是函数式编程中的一个关键概念，对于编写可靠、可维护和可预测的代码至关重要。通过确保数据对象在创建后不会更改，不变性有助于消除副作用，并更容易推断应用程序的状态。

什么是不变性？

不变性意味着对象一旦创建就无法更改。您无需修改​​对象，而是创建一个包含所需更改的新对象。这与可变对象形成对比，可变对象可以在创建后进行修改。

不变性可以应用于各种类型的数据，包括数字、字符串、数组和对象。原始值（数字、字符串、布尔值）在 JavaScript 中本质上是不可变的，但复杂的数据结构（例如数组和对象）默认情况下是可变的。

为什么不变性很重要？

1. 可预测性：不可变数据可确保对象不会意外更改，从而使程序的行为更加可预测且更易于理解。
2. 调试：当数据不可变时，您可以确信一旦创建它，​​它就保持不变，这简化了调试和跟踪应用程序中的数据流。
3. 并发：不变性有助于避免与共享数据并发修改相关的问题，这在多线程或异步环境中尤其重要。
4. 时间旅行调试：使用不可变数据，您可以轻松实现时间旅行调试等功能，您可以在应用程序中来回查看状态更改的历史记录。

在 JavaScript 中实现不变性

虽然 JavaScript 默认情况下不强制执行不变性，但您可以使用多种技术和库来在代码中实现不变性。

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1. 使用 const 表示原始值
   

   const x = 42；// x = 43; // 这会导致错误，因为 x 是不可变的

   用 const 声明变量可以确保该变量不能被重新赋值，从而使其不可变。

2. 不可变数组

   要实现数组的不变性，可以使用不改变原始数组的方法，例如 map、filter、concat 和 spread 运算符。
   

   const arr = [1, 2, 3];// 使用地图const doubled = arr.map(x => x * 2);// 使用过滤器const Evens = arr.filter(x => x % 2 === 0);// 使用连接const 扩展 = arr.concat([4, 5]);// 使用扩展运算符const withNewElement = [...arr, 4];控制台.log(arr); // [1,2,3]控制台.log(双倍); // [2, 4, 6]console.log(偶数); // [2]控制台.log（扩展）； // [1, 2, 3, 4, 5]console.log(withNewElement); // [1, 2, 3, 4]

3. 不可变对象

   对于对象，您可以使用 Object.assign 和展开运算符来创建具有更新属性的新对象。
   

   const obj = { a: 1, b: 2 };// 使用对象分配const UpdatedObj = Object.assign({}, obj, { b: 3 });// 使用扩展运算符const updateObj2 = { ...obj, b: 3 };控制台.log(obj); // { a: 1, b: 2 }console.log(updatedObj); // { a: 1, b: 3 }控制台.log(updatedObj2); // { a: 1, b: 3 }

4. 深度不变性

   对于深度嵌套的结构，实现不变性可能更具挑战性。 Immutable.js 和 Immer 等库提供了用于创建和管理不可变数据结构的工具。
   

   const { Map } = require('immutable');const obj = Map({ a: 1, b: 2 });const updateObj = obj.set('b', 3);console.log(obj.toObject()); // { a: 1, b: 2 }console.log(updatedObj.toObject()); // { a: 1, b: 3 }

```javascriptconst Produce = require('immer'). Produce;const obj = { a: 1, b: 2 };const UpdatedObj = 生产（obj，草稿 => {    草稿.b = 3;});控制台.log(obj); // { a: 1, b: 2 }console.log(updatedObj); // { a: 1, b: 3 }````

1. Object.freeze

   您可以使用 Object.freeze 使对象不可变。然而，这是浅冻结，意味着嵌套对象仍然可以修改。
   

   const obj = Object.freeze({ a: 1, b: { c: 2 } });// obj.a = 3; // 这会导致错误obj.b.c = 3； // 这不会导致错误，因为冻结很浅控制台.log(obj); // { a: 1, b: { c: 3 } }

   要实现深度不变性，可以使用递归冻结：
   

   函数 DeepFreeze(obj) {    Object.keys(obj).forEach(prop => {        if (typeof obj[prop] === 'object' && obj[prop] !== null) {            deepFreeze(obj[prop]);        }    });    返回 Object.freeze(obj);}const obj = deepFreeze({ a: 1, b: { c: 2 } });// obj.a = 3; // 这会导致错误// obj.b.c = 3; // 这也会导致错误控制台.log(obj); // { a: 1, b: { c: 2 } }