函數式程式設計概念

函式程式設計簡介

Earth Engine 使用平行處理系統，在大量機器上執行運算。為啟用這類處理，Earth Engine 採用函數式語言常用的標準技術，例如參照透明度和延遲評估，大幅提升最佳化和效率。

函式程式設計與程序程式設計的主要差異在於沒有副作用。也就是說，您編寫的函式不會依賴或更新函式以外的資料。如下列範例所示，您可以重新建構問題，以便使用沒有副作用的函式來解決問題，這類函式更適合平行執行。

For 迴圈

不建議在 Earth Engine 中使用 for 迴圈。您可以使用 map() 作業，指定可獨立套用至各個元素的函式，達到相同效果。這樣一來，系統就能將處理作業分配給不同機器。

以下範例說明如何使用 map() 取得數字清單，並建立另一份包含每個數字平方值的清單：

程式碼編輯器 (JavaScript)

// This generates a list of numbers from 1 to 10.
var myList = ee.List.sequence(1, 10);

// The map() operation takes a function that works on each element independently
// and returns a value. You define a function that can be applied to the input.
var computeSquares = function(number) {
  // We define the operation using the EE API.
  return ee.Number(number).pow(2);
};

// Apply your function to each item in the list by using the map() function.
var squares = myList.map(computeSquares);
print(squares);  // [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

If/Else 條件

習慣程序式程式設計範式的新使用者，常遇到的另一個問題是在 Earth Engine 中正確使用 if/else 條件運算子。雖然 API 確實提供 ee.Algorithms.If() 演算法，但強烈建議不要使用，而是採用更實用的方法，使用 map() 和篩選器。Earth Engine 採用 延遲執行，也就是說，運算式的評估作業會延遲到實際需要其值時才進行。在某些情況下，這類執行模型會評估 ee.Algorithms.If() 陳述式的 true 和 false 替代方案。這可能會導致額外的運算和記憶體用量，具體取決於運算式和執行運算式所需的資源。

假設您想解決上述範例的變體，其中工作是只計算奇數的平方。以下示範不使用 if/else 條件，而是透過函式解決這個問題的方法：

程式碼編輯器 (JavaScript)

// The following function determines if a number is even or odd.  The mod(2)
// function returns 0 if the number is even and 1 if it is odd (the remainder
// after dividing by 2).  The input is multiplied by this remainder so even
// numbers get set to 0 and odd numbers are left unchanged.
var getOddNumbers = function(number) {
  number = ee.Number(number);   // Cast the input to a Number so we can use mod.
  var remainder = number.mod(2);
  return number.multiply(remainder);
};

var newList = myList.map(getOddNumbers);

// Remove the 0 values.
var oddNumbers = newList.removeAll([0]);

var squares = oddNumbers.map(computeSquares);
print(squares);  // [1, 9, 25, 49, 81]

這個模式特別適用於處理集合。如要根據某些條件對集合套用不同的演算法，建議先根據條件篩選集合，然後對每個子集map()不同的函式。這樣系統就能平行處理作業。例如：

程式碼編輯器 (JavaScript)

// Import Landsat 8 TOA collection and filter to 2018 images.
var collection = ee.ImageCollection('LANDSAT/LC08/C02/T1_TOA')
  .filterDate('2018-01-01', '2019-01-01');

// Divide the collection into 2 subsets and apply a different algorithm on them.
var subset1 = collection.filter(ee.Filter.lt('SUN_ELEVATION', 40));
var subset2 = collection.filter(ee.Filter.gte('SUN_ELEVATION', 40));

// Multiply all images in subset1 collection by 2;
// do nothing to subset2 collection.
var processed1 = subset1.map(function(image) {
  return image.multiply(2);
});
var processed2 = subset2;

// Merge the collections to get a single collection.
var final = processed1.merge(processed2);
print('Original collection size', collection.size());
print('Processed collection size', final.size());

累計疊代

您可能需要執行依序作業，其中每次疊代的結果都會用於後續疊代。Earth Engine 提供 iterate() 方法，可執行這類工作。請注意，iterate() 是依序執行，因此大型作業的執行速度會較慢。只有在無法使用 map() 和篩選器達到所需輸出內容時，才應使用這項功能。

iterate() 的最佳示範是建立費氏數列。在這個數列中，每個數字都是前 2 個數字的總和。iterate() 函式會採用 2 個引數：函式 (演算法) 和起始值。函式本身會傳遞 2 個值，分別是疊代中的目前值，以及前一個疊代的結果。以下範例說明如何在 Earth Engine 中實作費氏數列。

程式碼編輯器 (JavaScript)

var algorithm = function(current, previous) {
  previous = ee.List(previous);
  var n1 = ee.Number(previous.get(-1));
  var n2 = ee.Number(previous.get(-2));
  return previous.add(n1.add(n2));
};

// Compute 10 iterations.
var numIteration = ee.List.repeat(1, 10);
var start = [0, 1];
var sequence = numIteration.iterate(algorithm, start);
print(sequence);  // [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89]

現在您已充分瞭解 JavaScript 概念，可以參閱 API 教學課程，瞭解 Earth Engine API 的地理空間功能。