Giới thiệu

Lập trình hàm (Functional Programming - FP) đang ngày càng trở nên phổ biến trong lĩnh vực phát triển phần mềm, đặc biệt là trong cộng đồng lập trình viên JavaScript. Các nhà phát triển hiện nay đang áp dụng mô hình này để giải quyết vấn đề một cách hiệu quả và giảm thiểu lỗi phát sinh trong quá trình lập trình. Một trong những ứng dụng nổi bật của FP có thể thấy rõ qua việc phát triển ứng dụng ReactJS. FP tập trung vào việc sử dụng các hàm thuần túy, tính bất biến, và các kỹ thuật như currying, memoization, và monads nhằm tạo ra mã nguồn sạch hơn, dễ hiểu và dễ bảo trì hơn.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu vào một số khái niệm cốt lõi của lập trình hàm mà các lập trình viên cần nắm vững:

1. Hàm Thuần Túy (Pure Functions)

• Khái niệm: Hàm thuần túy là những hàm mà khi nhận đầu vào (input), luôn trả về một đầu ra (output) nhất định mà không gây ra bất kỳ tác dụng phụ nào có thể nhìn thấy. Đặc điểm này rất quan trọng trong lập trình hàm vì nó giúp lập trình viên viết mã dễ đoán và dễ kiểm tra hơn.
• Lợi ích:
  • Dễ dàng dự đoán: Bởi vì hàm thuần túy không can thiệp đến các giá trị bên ngoài phạm vi (scope), trái lại chỉ nhận và trả lại đầu vào, nên việc gỡ rối trở nên đơn giản hơn.
  • Tính tái sử dụng: Những hàm này, với bản chất đơn giản là nhận đầu vào và trả về đầu ra, dễ dàng trở thành các hàm trợ giúp (helper functions) hoặc tiện ích (utility functions) mà lập trình viên thường dùng.
  • Khả năng kiểm thử: Những hàm này không thay đổi trạng thái bên ngoài, do đó không có tác dụng phụ, giúp việc viết test trở nên dễ dàng.
• Ví dụ: Một hàm tính toán đơn giản có thể được xây dựng như sau:

function calculate(input) {
  return input * 2;
}

Hàm này không thay đổi bất kỳ giá trị nào bên ngoài phạm vi.

2. Tính Bất Biến (Immutability)

• Khái niệm: Tính bất biến là nguyên tắc không thay đổi dữ liệu sau khi đã được tạo ra. Thay vì chỉnh sửa một đối tượng đã tồn tại, bạn sẽ tạo ra một đối tượng mới với những thay đổi cần thiết. Nguyên tắc này giúp ngăn ngừa các tác dụng phụ và duy trì tính toàn vẹn của dữ liệu trong suốt vòng đời ứng dụng.
• Cách xử lý trong JavaScript:
  • Sử dụng const: Giúp ngăn ngừa việc gán lại giá trị cho biến, nhưng vẫn có thể thay đổi giá trị của các kiểu dữ liệu tham chiếu (reference types) như đối tượng và mảng.
  • Sử dụng Object.freeze(): Giúp bảo vệ các kiểu dữ liệu tham chiếu khỏi việc bị thay đổi, mặc dù chỉ thực hiện ở mức độ nông (shallow level).
  • Spread và destructuring: Các cú pháp này trong ES6 giúp sao chép đối tượng nhưng cũng chỉ dừng lại ở mức độ nông.
• Giải pháp cải tiến:
  • Sử dụng thư viện như Immutable.js, Lodash (với hàm cloneDeep), hoặc ImmerJS để xử lý dữ liệu phức tạp.
  • Ngoài ra, bạn có thể sao chép dữ liệu đến từng cấp độ nếu cần thiết, nhưng sẽ rất dài dòng.

3. Currying

• Khái niệm: Currying là kỹ thuật biến đổi trong lập trình hàm, trong đó một hàm có nhiều đối số được chuyển đổi thành một chuỗi các hàm, mỗi hàm nhận một đối số duy nhất. Kỹ thuật này giúp các chức năng của bạn mô-đun hơn và nâng cao khả năng tái sử dụng và kết hợp của mã nguồn.
• Ứng dụng thực tế:
  • Xử lý sự kiện: Giúp bạn dễ dàng hơn trong việc xử lý các sự kiện với các hàm đã được định nghĩa sẵn.
  • Gọi API: Các thư viện như Axios, React Query, hoặc RxJS giúp bạn nối tiếp các hàm để xử lý API một cách hiệu quả.

4. Memoization

• Khái niệm: Memoization là kỹ thuật tối ưu hóa trong lập trình hàm giúp tăng tốc độ tính toán thông qua việc lưu trữ kết quả vào cache, trả về kết quả đã lưu mỗi khi hàm được gọi lại với cùng một tham số.
• Lợi ích:
  • Hiệu suất: Giảm số lượng phép tính cần thiết cho các lệnh gọi hàm lặp lại.
  • Cải thiện tốc độ ứng dụng: Tăng cường khả năng phản hồi của ứng dụng bằng cách lưu trữ kết quả của các tác vụ tốn thời gian.
  • Khả năng mở rộng: Giúp quản lý dữ liệu lớn hơn và các thuật toán phức tạp hơn bằng cách giảm thiểu chi phí tính toán.
• Ví dụ sử dụng:
  • Trong React, các hooks như useCallback và useMemo giúp giảm số lần rerender bằng cách theo dõi độ phụ thuộc.
  • Sử dụng Service Worker trong lập trình web để giảm tải tính toán cho mỗi component với các bài toán phức tạp.

Kết luận

Việc hiểu và áp dụng các khái niệm lập trình hàm này sẽ nâng cao đáng kể chất lượng và khả năng bảo trì của mã JavaScript. Bằng cách tận dụng các nguyên tắc như hàm thuần túy, tính bất biến, currying và memoization, lập trình viên có thể tạo ra các ứng dụng rõ ràng, hiệu quả và đáng tin cậy hơn. Khai thác tối đa tiềm năng của lập trình hàm sẽ giúp bạn viết mã tốt hơn và bền vững hơn trong tương lai.
source: viblo