函数式编程的20个黄金法则

函数的设计原则与最佳实践

函数设计应遵循单一职责原则，每个函数只完成一个明确的任务。函数命名需清晰表达其功能，避免使用模糊的词汇。参数数量应控制在合理范围内，过多参数会增加调用复杂度。

函数长度建议控制在20行以内，过长的函数往往意味着逻辑过于复杂。通过提取子函数或使用设计模式（如策略模式）拆分逻辑。避免函数产生副作用，确保输入相同参数时输出结果一致。

高阶函数与函数组合

高阶函数是指以函数为参数或返回函数的函数。常见的高阶函数包括map、filter、reduce等。函数组合是将多个简单函数组合成复杂功能的技术，例如数学中的函数复合：$f \circ g(x) = f(g(x))$。

JavaScript示例：

const compose = (...fns) => x => fns.reduceRight((v, f) => f(v), x);
const add1 = x => x + 1;
const double = x => x * 2;
const addThenDouble = compose(double, add1);

错误处理与异常管理

函数应对可能的错误情况进行妥善处理。基本错误处理方式包括返回错误码、抛出异常或使用Maybe/Either等函数式编程概念。Node.js常见的错误优先回调模式：

function readFile(path, callback) {
    fs.readFile(path, (err, data) => {
        if (err) return callback(err);
        callback(null, data);
    });
}

函数性能优化

避免在函数内部进行不必要的计算，将常量提取到函数外部。使用记忆化技术缓存计算结果：

from functools import lru_cache

@lru_cache(maxsize=None)
def fibonacci(n):
    if n < 2:
        return n
    return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)

对于性能关键的函数，考虑使用尾递归优化或转换为迭代实现。分析函数时间复杂度，避免嵌套循环导致的性能问题。

测试与文档

为函数编写单元测试，覆盖各种边界条件。Python示例使用doctest：

def factorial(n):
    """
    >>> factorial(5)
    120
    >>> factorial(0)
    1
    """
    return 1 if n == 0 else n * factorial(n-1)

使用文档字符串说明函数用途、参数和返回值。遵循项目约定的文档规范，如JSDoc或Google风格指南。

函数式编程实践

纯函数是函数式编程的核心概念，它没有副作用且输出只依赖于输入。不可变数据避免了由共享状态引发的问题。柯里化技术将多参数函数转换为一系列单参数函数：

const curry = fn => (...args) => 
    args.length >= fn.length ? 
    fn(...args) : 
    curry(fn.bind(null, ...args));

const add = curry((a, b) => a + b);
const add5 = add(5);

并发环境下的函数设计

在多线程或异步环境中，函数需特别注意线程安全和竞态条件。避免使用共享可变状态，采用消息传递或不可变数据结构。使用锁或其他同步机制保护临界区：

public class Counter {
    private int value = 0;
    private final Object lock = new Object();
    
    public void increment() {
        synchronized(lock) {
            value++;
        }
    }
}

异步函数应明确返回Promise或Future等对象，便于调用者处理异步结果。考虑使用async/await语法简化异步代码。

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