Theoretische Datenstrukturen und ihre Anwendung in JavaScript. P1. Paare

„Schlechte Programmierer denken über Code nach. Gute Programmierer denken über Datenstrukturen und ihre Beziehungen nach “, erklärt Linus Torvalds, Entwickler von Linux.

var vm = new Vue({
  el: '#demo',
  data: {
    firstName: 'Foo',
    lastName: 'Bar'
  },
  computed: {
    fullName: function () {
      return this.firstName + ' ' + this.lastName
    }
  }
})

• , .. - , , . , ( - . , )
• . . . , , , , , .
  
  :
  
  

  pair = { a, b }
  

  
  Wenn wir im aufrufenden Code direkt mit dem Paar in diesem Stil arbeiten: Wenn wir pair.adann die Implementierung des Paares ändern, müssen wir den aufrufenden Code überall dort neu schreiben, wo der Aufruf des Paares erscheint. Das ist nicht toll!
  
  Ein Paar ist eine Abstraktion (sogar eine niedrige Ebene), daher wäre es falsch, direkt mit ihren Komponenten zu arbeiten. Wenn wir mit den Komponenten einer Abstraktion arbeiten, müssen wir die Abstraktionsschnittstelle verwenden, sonst wird der Code zu Chaos (es wird schwieriger zu lesen, leichter Fehler zu machen, aber vor allem schwieriger zu ändern, da eine Änderung in verschiedenen Teilen des Codes vorgenommen werden muss).

//       
//      
const pair = (first, second) => (elementType) => {
  switch(elementType) {
    case 'first':
     return first;
   case 'second':
     return second;
  }
};
//    ,      ,
//    
const getFirstElement = (pair) => (pair('first'));
const getSecondElement = (pair) => (pair('second'));

//     
//  ,       
const pair = (first, second) => (
  new Map([
    ['first', first],
    ['second', second],
  ])
);
//    
const getFirst = (pair) => (pair.get('first'));
const getSecond = (pair) => (pair.get('second'));

//       
//   
const pair = (first, second) => (
  Object.freeze({
    'first': first,
    'second': second,
  })
);
//    ,       
const getFirst = (pair) => (pair.first);
const getSecond = (pair) => (pair.second);

Warum brauchen wir Kenntnisse über theoretische Datenstrukturen?

//        ,
//  ,    
//          ,
//     
const makeRational = (num, denom) => (
  new Map([
    ['num', num],
    ['denom', denom],
  ])
);

//  ,    
//   ,      ,    
//    
const getNumer = (rat) => (rat.get('num'));
const getDenom = (rat) => (rat.get('denom'));

//Gcd     
const getGcd = (a, b) => ((a % b) ? getGcd(b, a % b) : Math.abs(b));

const normalize = (n1, n2) => {
  const commonDivisor = getGcd(n1, n2);
  return [n1 / commonDivisor, n2 / commonDivisor];
};

const makeRational = (num, denom) => {
  const [normalizeNum, normalizeDenom] = normalize(num, denom);
  return new Map([
    ['num', normalizeNum],
    ['denom', normalizeDenom],
  ]);
};

//..       ,
//       ,
//         
const add = (rat1, rat2) => (
  makeRational(
    getNumer(rat1) * getDenom(rat2) + getNumer(rat2) * getDenom(rat1),
    getDenom(rat1) * getDenom(rat2),
  ));

//    
//     
const sub = (rat1, rat2) => (
  makeRational(
    getNumer(rat1) * getDenom(rat2) - getNumer(rat2) * getDenom(rat1),
    getDenom(rat1) * getDenom(rat2),
  ));

const multi = (rat1, rat2) => (
  makeRational(
    getNumer(rat1) * getNumer(rat2),
    getDenom(rat1) * getDenom(rat2),
  ));

const div = (rat1, rat2) => (
  makeRational(
    getNumer(rat1) * getDenom(rat2),
    getDenom(rat1) * getNumer(rat2),
  ));

const ratToString = (rat) => `${getNumer(rat)}/${getDenom(rat)}`;

describe('normalize', () => {
  test('should work', () => {
    expect(normalize(21, 6)).toEqual([7, 2]);
    expect(normalize(2, 3)).toEqual([2, 3]);
  });
});


describe('rational', () => {
  test('getters', () => {
    const rat1 = makeRational(3, 9);
    expect(getNumer(rat1)).toBe(1);
    expect(getDenom(rat1)).toBe(3);

    const rat3 = makeRational(-4, 16);
    expect(getNumer(rat3)).toBe(-1);
    expect(getDenom(rat3)).toBe(4);
  });

  test('add&sub', () => {
    const rat1 = makeRational(3, 9);
    const rat2 = makeRational(10, 3);
    expect(add(rat1, rat2)).toEqual(makeRational(11, 3));
    expect(sub(rat1, rat2)).toEqual(makeRational(-3, 1));

    const rat4 = makeRational(12, 5);
    const rat3 = makeRational(-4, 16);
    expect(add(rat3, rat4)).toEqual(makeRational(43, 20));
    expect(sub(rat3, rat4)).toEqual(makeRational(-53, 20));

    const rat5 = makeRational(1, 15);
    const rat6 = makeRational(4, 25);
    expect(add(rat5, rat6)).toEqual(makeRational(17, 75));
    expect(sub(rat5, rat6)).toEqual(makeRational(-7, 75));
  });

  test('multi&div', () => {
    const rat1 = makeRational(1, 2);
    const rat2 = makeRational(2, 3);
    expect(multi(rat1, rat2)).toEqual(makeRational(2, 6));

    const rat3 = makeRational(1, 3);
    const rat4 = makeRational(1, 2);
    expect(div(rat3, rat4)).toEqual(makeRational(2, 3));
  });

  test('ratToString', () => {
    const rat1 = makeRational(3, 9);
    const rat3 = makeRational(-4, 16);
    expect(ratToString(rat1)).toBe('1/3');
    expect(ratToString(rat3)).toBe('-1/4');
  });
});

Fazit

1. Wir können die Dampfdatenstruktur immer dann verwenden, wenn wir zwei nicht miteinander verbundene Werte logisch kombinieren müssen
2. Das Paar muss immun sein
3. Das Paar muss eine Schnittstelle für die Arbeit mit seinen Komponenten bereitstellen