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函数组件和函数式编程有关系么？

卡颂发表于 2023-11-21 11:15:16

大家好，我卡颂。

长期使用React的同学应该知道，React中存在两种组件：

Class Component，类组件
Function Component，函数组件

既然提到类和函数，那么很自然的，我们会进一步思考：

类组件和OOP（面向对象编程）有关系么？
函数组件和FP（函数式编程）有关系么？

毕竟，如果类组件和OOP有关，那么OOP中的思想（继承、封装、多态...）也能指导类组件的业务开发（函数组件与FP的关系同理）。换言之，我们可以直接用这些编程范式的最佳实践指导React项目开发。

那么，函数组件和函数式编程究竟是什么关系呢？本文会围绕这个话题展开讲解。

函数组件和函数式编程有关系么？

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编程范式与DSL

首先，我们应该明确，框架语法本质是一种DSL（领域相关语言），他是为了某个特定领域的开发量身定制的。

比如，React作为一款针对view开发的DSL，虽然不同的view使用的框架不同，比如：

对于web，框架为ReactDOM
对于小程序，框架为Taro
对于原生开发，字节内部有个叫React Lynx的框架

但这些框架都大体遵循同一套DSL（React语法），这套DSL并不属于某一种编程范式，而应该被视为不同编程范式中，更符合view开发的语言特性的集合。

所以，作为React DSL的一部分，函数组件可以体现OOP的思想，类组件也能体现FP的思想。只要这些思想有利于view开发，就可以纳入DSL的语法中。

比如，下面的函数组件Header，是由WelcomeMessage与LogoutButton组件组合而成，这是OOP中的组合优于继承思想：

function Header(props) {
  return (
    <div>
      <WelcomeMessage name={props.name} />
      <LogoutButton onClick={props.onLogout} />
    </div>
  );
}

再比如，下面的类组件Cpn中，要改变状态count，并不是通过突变（类似this.state.count++），而是调用this.setState，传入不可变数据：

class Cpn extends React.Component {
  // ...
  onClick() {
    const count = this.state.count;
    this.setState({count: count + 1});
  }
  render() {
    // ...
  }
}

使用不可变数据属于FP中的思想。

所以，当我们要深入了解某个React特性时，应该以如下顺序递进的思考：

React的开发理念是什么？
为了实现这套理念，吸收了哪些编程范式中的思想
这些思想如何在React中落地

如果我们用上述思考过程研究函数组件与函数式编程的关系，会发现：

函数组件属于落地的产物（上述思考的第三步）
函数式编程属于编程范式（上述思考的第二步）

这就是两者的关系 —— 函数组件属于多种编程范式（主要是OOP与FP）在React中最终的落地产物，其中借鉴了一部分FP的思想。

我们不应该将函数组件单纯视为FP在React中的具象体现。

那么，函数组件究竟是如何演进而来的呢？

函数组件的演进

让我们按照上述三步演进顺序思考。首先，React的开发理念践行了如下公式（即：UI是数据快照经过函数映射而来）：

UI = fn(snapshot)

要落地这个理念，有两个要素需要实现：

数据快照
函数映射

在这里，FP中不可变数据更适合作为数据快照的载体，所以React中状态是不可变的，因为状态的本质是快照。

而函数映射的载体则没有特殊要求。在React中，每次触发更新，所有组件都会重新render，render的过程就是函数映射的过程，输入是props与state，输出是JSX。

与React相对的，Vue中组件则更符合OOP的理念，考虑如下App组件：

const App = {
  setup(initialProps) {
    const count = reactive({count: 0})
    const add = () => { count.value++ }
    return {count, add}
  }
  template: "...省略"
}

组件的setup方法只会在初始化时执行一次，后续触发更新时操作的都是同一个闭包中的数据。这里面的闭包就是OOP思想中的实例。

既然React对函数映射的载体没有特殊要求，那么类组件、函数组件都是可以的。

那为什么函数组件最终替代了类组件成为React开发的主流呢？很多同学认为函数组件的Hooks可以更好的复用逻辑这一点，是函数组件优于类组件的主要原因。

但实际上，基于装饰器的类开发模式早已被验证是优秀的逻辑复用模式，类组件配合TS装饰器的模式是行得通的。

主要原因还是 —— 函数组件能够更好的落地UI = fn(snapshot)这一理念。

刚才说过，公式中的snapshot是快照的含义。在React中，快照主要包括三类数据：

state
props
context

对于同一个组件，根据公式UI = fn(snapshot)，相同的快照输入应该获得相同输出（JSX）。

但状态更新也可能触发副作用，比如请求数据、操作DOM...

在类组件中，这些副作用逻辑被分散在各个生命周期钩子函数中，React无法掌控。

而在函数组件中：

副作用受限在useEffect中。每次render，React都会保证上次的副作用效果已经被清除（通过useEffect回调的返回值函数）
ref的传播也需要借由forwardRef，这进一步限制了ref可能的影响范围
数据请求的副作用被交给Suspense处理，考虑下面组件：

function UserList({id}) {
  // 异步请求数据
  const data = use(fetchUser(id));
  
  // ...
}

使用时：

<Suspense fallback={<div>加载中...</div>}>
  <UserList id={1}/>
</Suspense>

总而言之，使用函数组件时，所有副作用都处于一种受到管控的状态，可以尽可能保证每次更新时相同的快照输入，获得相同的JSX输出，所以函数组件在React中才会发扬光大。

同时，这也契合了FP中的纯函数思想。

总结

函数组件并不是函数式编程在React中的具体实现，而是React的设计理念UI = fn(snapshot)落地的最好载体。

在React中，还吸收了其他编程范式中的优秀思想。FP只是其中影响React最深的一种。毕竟，一切落地都是为了践行最初的设计理念。

函数组件 和 函数式编程 有关系么？

编程范式与DSL

函数组件的演进

总结

函数组件和函数式编程有关系么？