函數式程式設計入門：純函數為核心，用 JavaScript 跨出 Functional Programming 第一步
課程定位：函數式程式設計的第一步
這門課由 Anjana Vakil 主講，是 Functional JavaScript First Steps 的第二版。第一版在 2020 年推出，講師也笑說，函數式程式設計的原則從 1930 年代以來就沒什麼大改變，更別說是 2020 年之後。
這門課的定位是「打地基」。上完之後，學員應該能順利銜接 Frontend Masters 上整條函數式程式設計學習路徑，其他課程會更深入探討個別主題與相關工具。講師也強調，這門課只是「第一步」，不是全部的步驟。
課程全程使用 vanilla JavaScript，也就是我們熟悉的原生 JavaScript，目標是建立使用函數式原則寫程式所需的概念框架。這裡的「框架」指的是程式設計典範（paradigm）層面的思考方式，不是 React 那種意義上的框架。
課程教材與練習環境
所有教材都放在 functional-first-steps.netlify.app。這個課程網站是用 StackBlitz 推出的 TutorialKit 打造的，整堂課的練習都直接在瀏覽器裡進行，不需要下載或安裝任何東西。
如果想在本機操作，網站主頁底部有說明，交代 repository 的位置與下載原始碼的方式。不過課堂上大家都直接在瀏覽器裡完成練習。
為什麼會想學函數式程式設計？
講師描述了一個常見的處境：成為開發者、慢慢站穩腳步之後，會發現程式越來越複雜，而這些複雜度越來越難掌控。這時自然會開始思考，有沒有更好的方式來組織程式與程式碼，讓自己更有生產力，寫出更好維護、更好預測、更好測試與除錯的程式。
講師認為，函數式程式設計是 JavaScript 開發者可以用來把程式寫得更好的工具之一。常會聽到一些函數式程式設計的術語，或「函數式才是真正的程式設計師的唯一做法」這種說法，這堂課不走這條路線，而是把函數式程式設計當成一種做法來探索。
課程會圍繞以下幾個問題展開：
- 函數式程式設計是什麼？從高層次、整體的角度理解它的意義
- 函數式的程式碼實際上長什麼樣子？
- 寫函數式程式碼是什麼感覺？
- 這在 JavaScript 裡做得到嗎？
最後一個問題，講師的答案是：當然可以。不需要另外學 Haskell 或 Clojure 這類一般被視為「函數式語言」的新語言，用 JavaScript 就能寫函數式程式。
課程地圖
這門課會一路探索純函數、高階函數、一級函數（first-class functions）、遞迴、函數合成等聽起來很術語化的概念。
最重要的概念：純函數
如果整堂課只能帶走一個觀念，講師希望是純函數（pure function）。課程會花很多時間在這個概念上，因為後面的技巧全都建立在純函數之上。
課程會談：
- 什麼是純粹（purity），什麼不是
- 在純函數式的程式裡，怎麼處理真實世界，讓程式真的能做有用的事
- 為什麼處理真實世界對函數式程式設計來說是個挑戰
建立在純函數之上的技巧
- 遞迴（recursion）：作為迭代（iteration）之外，重複執行某個操作的另一種做法。課程會實際寫幾個遞迴函數，挑戰一下大腦的思考方式
- 高階函數（higher-order functions）：JavaScript 裡本來就有很多常用的高階函數，寫過 JavaScript 的人很可能早就用過、甚至寫過高階函數，只是還不知道它叫這個名字
reduce、map、filter：講師稱它們是函數式程式設計師的好朋友。課程不會只依賴 JavaScript 內建的方法，而是自己重新實作一次，理解它們在函數式世界裡怎麼運作- 閉包（closure）：一種特定類型的函數，能讓程式在執行過程中「記住」資料
- 函數合成（function composition）：把函數組合起來建立管線（pipeline），讓資料流經其中，整個程式基本上就變成一長串的資料轉換
- 不可變資料（immutable data）：說明不可變資料對函數式程式設計為什麼重要。JavaScript 原生並不支援函數式程式設計師偏好的那種不可變資料，所以課程也會介紹至少一個能補上這項功能的函式庫
為什麼要堅持純函數？
為什麼要忍受學一堆術語、甚至學新語言的痛苦？為什麼程式設計師要用這麼多不同的典範來折磨自己的大腦？講師的回答聚焦在純函數帶來的好處。
可預測、好測試、少驚喜
如果一個函數除了輸入之外，不看外部世界的任何東西；除了回傳輸出之外，也不對外部世界做任何事，這個函數就會變得更可預測：
- 更容易知道呼叫這個函數時會發生什麼事
- 更容易測試
- 在複雜的應用程式裡，比較不會遇到意外
講師舉了一個情境：程式依賴 name 這個變數維持原本的值，結果同事在不知情的情況下改掉了它，接著就開始納悶「為什麼會有這個 bug？」。這個 bug 的根源，在於函數讀取了輸入以外的外部變數。只要函數只依賴自己的輸入，別人改動外部變數就影響不到它。
讓所有函數都保持純粹，就是為了避免這類頭痛問題，目標是寫出更能容錯、更可預測、更好測試、更好除錯的程式。
讓開發者動得更快
這些好處也會影響開發者的日常。在純函數式的世界裡，不需要去推敲「程式執行到這一行時，狀態應該是什麼」，也不用擔心這個狀態會不會被外面的天氣、現在幾點之類的因素影響。只需要知道這個函數只做一件事，而且可以驗證它是不是真的照預期運作。
不是為了顯得比較聰明
講師也點出，有些人做函數式程式設計，是為了讓自己顯得聰明，並貶低其他程式設計師，宣稱函數式的做法是最好的、甚至是唯一的做法。講師明確表示不需要這些，不用函數式程式設計，一樣可以是很有生產力的程式設計師。
真正值得在意的，是它對開發者生活的具體好處：省下的頭痛，以及不必再為可變變數（mutable variables）這類東西焦慮而「多活好幾年」。這也是講師認為應該使用函數式 JavaScript 的理由。
為什麼用 JavaScript 學函數式程式設計？
講師自己的經驗
講師大約十年前開始學 JavaScript，當時是 Python 開發者，習慣另一種物件導向語言，於是試著把那套原則對應到 JavaScript 上，結果遇到很多困惑：
- JavaScript 有 prototype
this關鍵字到處都是，還得背一堆它的規則
講師個人認為，在 JavaScript 裡做物件導向程式設計很快就會變得很棘手。改用函數式風格，或至少更偏函數式的風格之後，反而讓講師少擔心一點、多寫一點程式。
社群與生態系的支持
很多人其實都在 JavaScript 裡做函數式程式設計，只是不一定會特別這樣標榜。因此有大量的社群資源、函式庫、工具與框架可以參考。
React 就是一個例子。React，至少在以 hook 為主的寫法下，深受函數式程式設計原則的啟發。React 應用程式的整體運作方式，包括響應式的更新，以及用宣告式的方式描述「我希望這個元素長這樣」，都非常符合函數式程式設計的精神。講師認為，函數式程式設計在過去十年左右對 Web 社群有相當大的影響。
能在周圍有其他人、有社群資源、有其他課程甚至整條學習路徑支持的環境下學習一種程式風格，是很大的優勢。這也是講師認為 JavaScript 適合作為函數式程式設計第一步的另一個理由。
打基礎的好地方
就算之後一路深入範疇論（category theory）、monoid、functor、Haskell、Clojure，講師仍認為 JavaScript 是探索基礎的好地方：
- 它具備我們需要的一切
- 它就在瀏覽器裡
- 有整個社群可以幫助我們學習
此文章是 FrontendMasters 上的 Functional JavaScript First Steps, v2 課程筆記
