แนวคิดการเขียนโปรแกรมเชิงฟังก์ชัน

ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมเชิงฟังก์ชัน

Earth Engine ใช้ระบบการประมวลผลแบบขนานเพื่อทำการคำนวณในเครื่องจำนวนมาก Earth Engine ใช้เทคนิคมาตรฐานที่ภาษาฟังก์ชันใช้กันโดยทั่วไป เช่น ความโปร่งใสในการอ้างอิงและการประเมินแบบเลื่อนเวลา เพื่อให้การเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นอย่างมาก

แนวคิดหลักที่ทำให้การเขียนโปรแกรมเชิงฟังก์ชันแตกต่างจากการเขียนโปรแกรมเชิงกระบวนการคือการไม่มีผลข้างเคียง ซึ่งหมายความว่าฟังก์ชันที่คุณเขียนจะไม่ขึ้นอยู่กับหรือ อัปเดตข้อมูลที่อยู่นอกฟังก์ชัน ดังที่คุณจะเห็นในตัวอย่างด้านล่าง คุณสามารถ จัดโครงสร้างปัญหาใหม่เพื่อให้แก้ปัญหาได้โดยใช้ฟังก์ชันที่ไม่มีผลข้างเคียง ซึ่ง เหมาะกับการดำเนินการแบบขนานมากกว่า

สำหรับ Loops

ไม่แนะนำให้ใช้ลูป for ใน Earth Engine คุณสามารถได้ผลลัพธ์เดียวกันโดยใช้map()การดำเนินการที่คุณระบุฟังก์ชันที่ใช้กับแต่ละองค์ประกอบได้อย่างอิสระ ซึ่งจะช่วยให้ระบบกระจายการประมวลผลไปยัง เครื่องต่างๆ ได้

ตัวอย่างด้านล่างแสดงวิธีใช้รายการตัวเลขและสร้างรายการอื่นที่มี กำลังสองของแต่ละหมายเลขโดยใช้ map()

โปรแกรมแก้ไขโค้ด (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]

เงื่อนไข If/Else

ปัญหาที่พบบ่อยอีกอย่างสำหรับผู้ใช้ใหม่ที่คุ้นเคยกับกระบวนการ รูปแบบการเขียนโปรแกรมคือการใช้โอเปอเรเตอร์แบบมีเงื่อนไข if/else อย่างเหมาะสมใน Earth Engine แม้ว่า API จะมีee.Algorithms.If()อัลกอริทึม แต่เราไม่แนะนำให้ใช้ และสนับสนุนให้ใช้วิธีการที่ใช้งานได้จริงมากกว่าโดยใช้ map() และตัวกรอง Earth Engine ใช้ การดำเนินการที่เลื่อนออกไป ซึ่งหมายความว่าการประเมินนิพจน์จะล่าช้าจนกว่าจะมีการ ต้องใช้ค่าจริง ในบางกรณี รูปแบบการดำเนินการประเภทนี้จะประเมิน ทั้งทางเลือกที่เป็นจริงและเท็จของคำสั่ง ee.Algorithms.If() ซึ่งอาจ ส่งผลให้มีการคำนวณและการใช้หน่วยความจำเพิ่มเติม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับนิพจน์และทรัพยากร ที่จำเป็นต่อการดำเนินการ

สมมติว่าคุณต้องการแก้โจทย์ที่คล้ายกับตัวอย่างข้างต้น โดยงานคือการคำนวณกำลังสองของ เฉพาะจำนวนคี่ วิธีการแก้ปัญหานี้โดยใช้ฟังก์ชันโดยไม่มีเงื่อนไข if/else แสดงไว้ ด้านล่าง

โปรแกรมแก้ไขโค้ด (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]

โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำงานกับคอลเล็กชัน หากต้องการใช้ อัลกอริทึมอื่นกับคอลเล็กชันตามเงื่อนไขบางอย่าง วิธีที่แนะนำคือกรอง คอลเล็กชันตามเงื่อนไขก่อน แล้วจึงใช้map()ฟังก์ชันอื่นกับ ชุดย่อยแต่ละชุด ซึ่งจะช่วยให้ระบบดำเนินการแบบขนานได้ ตัวอย่าง

โปรแกรมแก้ไขโค้ด (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());

การทำซ้ำแบบสะสม

คุณอาจต้องดำเนินการตามลำดับ โดยการวนซ้ำครั้งถัดไปจะใช้ผลลัพธ์ของ การวนซ้ำแต่ละครั้ง Earth Engine มีเมธอด iterate() สำหรับงานดังกล่าว โปรดทราบว่า iterate() จะดำเนินการตามลำดับและ จึงจะช้าสำหรับการดำเนินการขนาดใหญ่ ใช้เฉพาะในกรณีที่คุณใช้ map() และตัวกรองเพื่อให้ได้เอาต์พุตที่ต้องการไม่ได้

ตัวอย่างที่ดีของ iterate() คือการสร้างลำดับตัวเลขฟีโบนักชี ในที่นี้ ตัวเลขแต่ละตัวในลำดับคือผลรวมของตัวเลข 2 ตัวก่อนหน้า ฟังก์ชัน iterate() มีอาร์กิวเมนต์ 2 รายการ คือฟังก์ชัน (อัลกอริทึม) และค่าเริ่มต้น ฟังก์ชันจะส่งค่า 2 ค่า ค่าปัจจุบันในการวนซ้ำ และผลลัพธ์ของการวนซ้ำก่อนหน้า ตัวอย่างต่อไปนี้ แสดงวิธีใช้ลำดับฟีโบนัชชีใน Earth Engine

โปรแกรมแก้ไขโค้ด (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]

ตอนนี้คุณมีความเข้าใจแนวคิดของ JavaScript เป็นอย่างดีแล้ว คุณสามารถดูบทแนะนำเกี่ยวกับ API เพื่อดูข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับฟังก์ชันการทำงานด้านภูมิสารสนเทศของ Earth Engine API