作為開(kāi)發(fā)者，我們需要不斷學(xué)習(xí)新的術(shù)語(yǔ)、技術(shù)和最佳實(shí)踐。但是，如果有人告訴你還有許多你甚至不知道的概念，而且這些概念可能會(huì)改變你編碼和思考的方式，你會(huì)怎么想？無(wú)論你是初學(xué)者還是經(jīng)驗(yàn)豐富的開(kāi)發(fā)者，這 18 個(gè)冷門(mén)概念都將幫助你提升水平。本文就會(huì)帶你深入了解這些概念，示例代碼將基于 JS 和 Python。

1. Thunk：善用拖延癥

你有過(guò)把事情拖到最后一刻才做的經(jīng)歷嗎？thunk 正是如此，它將函數(shù)的執(zhí)行推遲到絕對(duì)必要的時(shí)候。

想象一下，有一項(xiàng)計(jì)算成本很高的任務(wù)，但暫時(shí)不確定是否需要計(jì)算結(jié)果。與其提前計(jì)算，不如用 thunk 將其封裝起來(lái)。

const thunk = () => 5 + 10;
console.log(thunk()); // 只在調(diào)用時(shí)進(jìn)行計(jì)算

2. Monad（單子）：代碼的安全網(wǎng)

Monad 就像是函數(shù)的安全網(wǎng)，幫你實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)讲僮鞑⑻幚硪馔庑袨椋ㄈ珏e(cuò)誤或空值），而不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)程序崩潰。如果你正在處理異步數(shù)據(jù)，可能已經(jīng)在不知不覺(jué)中用到了 monad！

new Promise((resolve) => resolve(5))
    .then(value => console.log(value)) // 輸出: 5

Monad 看起來(lái)很神秘，但可以把它們想象成沿著管道安全傳遞數(shù)據(jù)的容器。

3. Closure（閉包）：代碼記憶

試想一下，如果過(guò)去的自己能給未來(lái)的自己留下一段回憶會(huì)怎么樣，這正是 closure（閉包）的作用，它允許函數(shù) "記住" 變量創(chuàng)建時(shí)候的上下文。

def counter():
    count = 0

    def _():
        nonlocal count
        count += 1
        return count
    return _

increment = counter()
print(increment())
print(increment())
print(increment())

#1
#2
#3

4. Memoization：讓我們提高效率，好嗎？

有沒(méi)有反復(fù)問(wèn)同一個(gè)問(wèn)題的經(jīng)歷？很煩人吧？計(jì)算機(jī)也是這么想的。Memoization 通過(guò)存儲(chǔ)結(jié)果解決了這個(gè)問(wèn)題，這樣就不必重復(fù)進(jìn)行昂貴的計(jì)算。

def fib(n, memo={}):
    if n in memo:
        return memo[n]
    if n < 2:
        return n
    memo[n] = fib(n - 1, memo) + fib(n - 2, memo)
    return memo[n]

fib(100)

#354224848179261915075

5. Continuation：未來(lái)掌握在自己手中

continuation 就像在代碼中按下 "暫停" 鍵，并將稍后執(zhí)行下一步，這是許多異步系統(tǒng)背后的秘訣。

function asyncTask(callback) {
    setTimeout(() => {
        console.log("Task complete");
        callback();
    }, 1000);
}
asyncTask(() => console.log("Next step"));

1 秒后，箭頭內(nèi)的代碼 () => { console.log("Task complete"); callback(); } 將被執(zhí)行。

處理過(guò)異步編程嗎？寫(xiě)過(guò)最后的回調(diào)函數(shù)吧？它就是一個(gè) continuation，是將在未來(lái)發(fā)生的事情！

6. Idempotence（冪等性）：無(wú)論做多少次，結(jié)果都和第一次一樣

在編程過(guò)程中，有些操作無(wú)論執(zhí)行多少次，其行為方式都是一樣的。這就是冪等性 -- 無(wú)論調(diào)用 API 一次還是 100 次，結(jié)果都是一樣的。

GET /user/123  HTTP/1.1

如果一直調(diào)用 GET /user/123，得到的永遠(yuǎn)是同一個(gè)用戶(hù)。API 的世界依賴(lài)于這一原則，它讓一切都具有可預(yù)測(cè)性和安全性。

7. Quine（奎因）：自我復(fù)制的程序

quine 是一種聰明的代碼，能輸出自己的源代碼，就像照鏡子時(shí)看到……嗯，代碼正盯著你看。

s = 's = {!r}; print(s.format(s))'; print(s.format(s))

#輸出 => s = 's = {!r}; print(s.format(s))'; print(s.format(s))

8. Zipper：超級(jí)結(jié)構(gòu)化導(dǎo)航

在不造成混亂的情況下瀏覽和修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一件棘手的事情，直到出現(xiàn)了 zipper，它可以幫助我們高效遍歷和修改結(jié)構(gòu)（如樹(shù)），而不會(huì)破壞原有結(jié)構(gòu)。

class Zipper:
    def __init__(self, left, right):
        self.left = left
        self.right = right

    def move_left(self):
        return Zipper(self.left[:-1], [self.left[-1]] + self.right)

    def move_right(self):
        return Zipper(self.left + [self.right[0]], self.right[1:])

Zipper 是復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)航指南針。

9. Functor（函子）：友好的映射

functor 是一種可以映射函數(shù)的東西，可以在不接觸容器本身的情況下，對(duì)容器中的每個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。它不僅僅是函數(shù)式編程，更具備強(qiáng)大的組合能力。

numbers = [1, 2, 3]
squared = list(map(lambda x: x ** 2, numbers))
print(squared)  # [1, 4, 9]

Python 中的 list 是函數(shù)，允許我們?cè)诓桓淖冊(cè)冀Y(jié)構(gòu)的情況下進(jìn)行映射操作。

10. Tail Call Optimization（尾調(diào)用優(yōu)化）：不會(huì)造成棧溢出的無(wú)限遞歸

尾調(diào)用優(yōu)化（TCO）讓我們?cè)诰帉?xiě)遞歸函數(shù)時(shí)不必?fù)?dān)心內(nèi)存不足。如果函數(shù)的最后一個(gè)操作是調(diào)用自身，TCO 可以重復(fù)使用當(dāng)前函數(shù)的棧幀。

def factorial(n, acc=1):
    if n == 0:
        return acc
    return factorial(n - 1, acc * n)

注：以上示例只顯示了 TCO 的結(jié)構(gòu)，但請(qǐng)記住 Python 本身并不支持 TCO。

11. Currying（柯里化）：請(qǐng)一次只做一件事！

柯里化將一個(gè)接受多個(gè)參數(shù)的函數(shù)分解成一系列函數(shù)，每個(gè)函數(shù)只有一個(gè)參數(shù)。

def add(x):
    def inner(y):
        return x + y
    return inner

add_five = add(5)
print(add_five(3))  # 8

柯里化是獲得靈活性的關(guān)鍵 -- 想要應(yīng)用部分參數(shù)？柯里化可以做到。

還可以基于 partial 進(jìn)行函數(shù)柯里化。

from functools import partial

def adder(a, b):
    return a + b

two_adder = partial(adder, 2)
two_adder(10)

#12

12. Spectre & Meltdown：困擾你的 CPU

你可能聽(tīng)說(shuō)過(guò) Spectre 和 Meltdown 這兩個(gè)震驚世界的臭名昭著的漏洞，它們利用了現(xiàn)代處理器優(yōu)化性能的方式，泄露了敏感數(shù)據(jù)。

if (untrusted_input < array_size) {
    temp = array[untrusted_input * 512];
}

單純追求速度可能會(huì)讓事情更糟，投機(jī)取巧的執(zhí)行可能會(huì)加快代碼的執(zhí)行，但有時(shí)泄露的信息會(huì)超出我們的想象！

13. Homomorphism（同態(tài)）：保留結(jié)構(gòu)

Homomorphism（同態(tài)）是個(gè)花哨的詞，指在兩個(gè)代數(shù)系統(tǒng)之間保留結(jié)構(gòu)的函數(shù)。在數(shù)學(xué)中是很重要的概念，但在編程中轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)時(shí)也很重要。(最重要的函數(shù)式編程概念之一）

numbers = [1, 2, 3, 4]
def square(x):
    return x * x
squared_numbers = list(map(square, numbers))
print(squared_numbers)  

# Output: [1, 4, 9, 16]

14. Lazy Evaluation（惰性求值）：只在需要時(shí)

惰性求值會(huì)將表達(dá)式的求值延遲到需要時(shí)才進(jìn)行，對(duì)于提高大型數(shù)據(jù)集或計(jì)算程序的性能非常有用。

def lazy_range(n):
    i = 0
    while i < n:
        yield i
        i += 1

for num in lazy_range(5):
    print(num)

生成器只在需要時(shí)才計(jì)算數(shù)值，從而節(jié)省了內(nèi)存和處理時(shí)間。

thunk 和惰性求值生成器 ?? 有何區(qū)別？

• 惰性求值是一種延遲求值表達(dá)式的策略，直到實(shí)際需要時(shí)才進(jìn)行計(jì)算。它可以避免不必要的計(jì)算，從而幫助優(yōu)化性能，尤其是在使用無(wú)限數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或處理昂貴的操作時(shí)。
• Thunk 是一種用于實(shí)現(xiàn)惰性求值的特定技術(shù)，本質(zhì)上是一個(gè)沒(méi)有參數(shù)的函數(shù)，封裝了計(jì)算或表達(dá)式，計(jì)算會(huì)被延遲到 Thunk 被明確調(diào)用時(shí)執(zhí)行。

15. Canonicalization（規(guī)格化）：將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

Canonicalization（規(guī)格化）是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范化形式的過(guò)程，通常用于數(shù)據(jù)庫(kù)和 URL，以確保一致性。

http://example.com
https://example.com
http://www.example.com

規(guī)格化可確保所有版本都指向一個(gè)唯一首選版本。

16. Side Effect（副作用）：超出預(yù)期

當(dāng)函數(shù)或表達(dá)式修改了其本地環(huán)境之外的某些狀態(tài)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生副作用，例如改變?nèi)肿兞俊/O 操作或修改輸入?yún)?shù)。

def add_to_list(value, lst=[]):
    lst.append(value)
    return lst

print(add_to_list(1))  # [1]
print(add_to_list(2))  # [1, 2] (unexpected!)

本例中的函數(shù)修改了默認(rèn)參數(shù)，導(dǎo)致了意想不到的副作用。

17. Hoisting：將聲明移至頂部

在 JavaScript 中，hoisting 會(huì)在編譯階段將變量和函數(shù)聲明移到其作用域的頂部。

console.log(x);  // 未定義
  var x = 5;

即使 x 是在 console.log 之后聲明，JavaScript 也會(huì)將聲明提升到頂部，使 x 在定義之前就可以訪(fǎng)問(wèn)。

18. Monoid（單態(tài)）：以一致的方式組合數(shù)據(jù)

monoid （單態(tài)）是一種代數(shù)結(jié)構(gòu)，具有二元運(yùn)算和一個(gè)標(biāo)識(shí)元素，允許以關(guān)聯(lián)方式組合數(shù)據(jù)。

result = ''.join(['a', 'b', 'c'])
print(result)  # 'abc'

這里的字符串連接構(gòu)成了一個(gè)以 '' 為標(biāo)識(shí)元素、以 + 為二進(jìn)制運(yùn)算的單元。

結(jié)論

這些高級(jí)編程術(shù)語(yǔ)初看起來(lái)可能很深?yuàn)W，但理解了它們可以極大改進(jìn)編寫(xiě)代碼的方法。無(wú)論是優(yōu)化性能、安全性還是可讀性，這些概念可以是強(qiáng)大的工具，幫助我們以?xún)?yōu)雅的方式解決復(fù)雜問(wèn)題。