Node JS и React - как создать фулстек приложение. Полное руководство

Необходимые инструменты

Перед началом нужно убедиться, что на компьютере установлены все необходимые библиотеки, IDE и ПО, а именно:

• NodeJS и npm. Их можно скачать с официального сайта nodejs.org. npm установится автоматически вместе с NodeJS.
• Предпочитаемый IDE, например, Visual Studio Code.
• Опционально, установить git для удобной работы с кодом.

О приложении

В этой статье напишем приложение, которое будет получать и отображать список дел. Структура папок будет выглядеть следующим образом.

app/
  frontend/
  backend/

Создание бэкэнда на NodeJS

Запустим команду в папке app/backend для инициализации проекта:

npm init -y

Эта команда создаст файл package.json. Этот файл содержит как общую информацию о проекте (название, версия, описание и т.д.), так и информацию о зависимостях, скрипты для запуска, сборки и тестирования. Для создания сервера будем использовать express. Установим его с помощью команды:

npm i express

Создадим файл index.js, который будет содержать код для запуска сервера. Этот код запускает веб сервер на порту 3010, если он не задан в переменных среды.

// backend/index.js
const express = require('express');
 
const PORT = process.env.PORT || 3010;
const app = express();
 
app.use((req, res, next) => {
  res.setHeader('Access-Control-Allow-Origin', '*');
  next();
});
 
app.listen(PORT, () => {
  console.log(`Server listening on ${PORT}`);
});

Добавим команду для запуска сервера в package.json. В результате сможем запускать наш сервер с помощью команды npm start.

// backend/package.json
...
"scripts": {
  "start": "node ./index.js"
},
...

Из директории app/backend запустим команду npm start. Если ошибок нет, получим сообщение, что сервер прослушивает порт 3010.

PS C:\tutorials-coding\nodejs-react-app\backend> npm start        

> backend@1.0.0 start
> node ./index.js

Server listening on 3010

Создание API

API это интерфейс, с помощью которого React приложение будет общаться с веб-сервером, т.е. запрашивать, изменять или удалять данные. В нашем случае мы создадим API для получения списка дел в формате JSON. Создадим файл todo-items.json c объектами todo. Этот массив будем отдавать по запросу /api/todo-items.

[
  {
    "id": 1,
    "text": "Изучить NodeJS",
    "done": true
  },
  {
    "id": 2,
    "text": "Изучить ReactJS",
    "done": true
  },
  {
    "id": 3,
    "text": "Написать приложение",
    "done": false
  }
]

Следующий код создает эндпоинт /api/todo-items. React приложение будет отправлять GET запрос на этот эндпоинт.

// backend/index.js

// ...

const todoItems = require('./todo-items.json');
app.get('/api/todo-items', (req, res) => {
  res.json({ data: todoItems });
});

app.listen(PORT, () => {
  console.log(`Server listening on ${PORT}`);
});

Для того чтобы изменения вступили в силу, нужно перезапустить NodeJS сервер. Для остановки скрипта - в терминале, в котором запущен npm start, нужно нажать Ctrl + C (Command + C). Далее снова запускаем npm start. Для проверки эндпоинта, в браузере перейдем по адресу http://localhost:3010/api/todo-items. В результате получим, такой ответ.

Создание фронтенда на React

В папке app/ откроем новый терминал и запустим команду для создания React приложения, где frontend имя нашего приложения.

npx create-react-app@latest frontend

Дождемся установки всех зависимостей. В терминале перейдем в папку frontend.

cd ./frontend

Установим библиотеку bootstrap для дальнейшего использования готовых компонентов.

npm install react-bootstrap bootstrap

Заимпортируем bootstrap.min.css в файле frontend/src/index.js.

import 'bootstrap/dist/css/bootstrap.min.css';

Запустим приложение командой npm start.

npm start

Получим следующее сообщение. Перейдем по указанному адресу в браузере.

Compiled successfully!
 
You can now view frontend in the browser.        
 
  Local:            http://localhost:3003        
  On Your Network:  http://192.168.99.1:3003     
 
Note that the development build is not optimized.
To create a production build, use npm run build. 

Отправка HTTP запроса из React в NodeJS

К этому моменту у нас уже есть рабочий сервер, который умеет принимать запросы и отдавать данные. Сделаем запрос на /api/todo-items из React приложения. Для этого вызовем функцию fetch из хука useEffect в файле App.js.

// frontend/src/App.js
import { useState, useEffect } from 'react';
import Form from 'react-bootstrap/Form';
import './App.css';
 
function App() {
  const [todoItems, setTodoItems] = useState([]);
 
  useEffect(() => {
    fetch('http://localhost:3010/api/todo-items')
      .then((res) => res.json())
      .then((result) => setTodoItems(result.data));
  }, []);
 
  return (
    <div>
      {todoItems.map((item) => (
        <Form.Group key={item.id} className="app__todo-item">
          <Form.Check type="checkbox" checked={item.done} />
          <Form.Control type="text" value={item.text} />
        </Form.Group>
      ))}
    </div>
  );
}
 
export default App;

Открыв приложение в браузере, получим такой результат. Исходный код

Это серия статей о функциональном программировании:

1. Парадигмы программирования
2. Композиция (рассматривается в этой статье)
3. Функторы
4. Каррирование
5. Чистые функции
6. Функции первого класса

Что такое композиция функций?

Композиция — это процесс объединения небольших единиц в более крупные, которые решают более крупные задачи. При композиции входные данные одной функции приходят из выходных данных предыдущей.

Как работает композиция?

Математическая запись определения композиции выглядит следующим образом:

(f ∘ g)(x) = f(g(x))

В JavaScript композиция, где f и g - это функции, будет выглядеть так:

const compose = (f, g) => (x) => f(g(x))

Функция compose является композицией функций f и g. Выходные данные функции g будут переданы на вход функции f. По другому эта запись выглядела бы следующим образом:

const compose = (f, g) => {
  return (x) => {
    const gResult = g(x)
    const fResult = f(gResult)
    return fResult
  }
}

Пример работы функции compose

Рассмотрим пример с более конкретными функциями:

const getAge = (user) => user.age
const isAgeAllowed = (age) => age >= 30

Теперь составим композицию из этих маленьких функций - getAge и isAgeAllowed:

const user = { name: 'John', age: 35 }
const isAllowedUser = compose(
 isAgeAllowed,
 getAge
)
isAllowedUser(user) // true

compose выполняет функции справа налево. Мы отправляем объект user в функцию isAgeAllowed. Далее user попадает сначала в getAge, потом результат этой функции попадает в isAgeAllowed.

compose и pipe

Функция pipe очень похожа на функцию compose. Они выполняют одну и ту же роль. Обе объединяют функции в цепочки. Однако их реализация и порядок выполнения функций отличается.

Реализация compose и pipe

compose реализован следующим образом:

const compose = (...fns) => {
  return (x) => fns.reduceRight((acc, fn) => fn(acc), x)
}

pipe реализован следующим образом:

const pipe = (...fns) => {
   return (x) => fns.reduce((acc, fn) => fn(acc), x)
}

Они отличаются лишь в применении функции reduce и reduceRight. Это влияет лишь на порядок выполнения функций.

Порядок выполнения функций

compose выполняет функции справа налево. pipe выполняет функции слева направо.

Пример

Предположим имеется 3 функции: f, g и h. При использовании compose:

compose(f, g, h)
        ←  ←  ←

Порядок выполнения функций будет таким h, g и далее f (справа налево). И выходные данные будут передаваться в следующую функцию. При использовании pipe:

pipe(f, g, h)
     →  →  →

Порядок выполнения функций будет таким f, g и далее h (слева направо). И выходные данные будут передаваться в следующую функцию.

Какую функцию использовать?

compose и pipe не сильно отличаются друг от друга. Они решают одну и ту же задачу. compose ближе к математической нотации (f ∘ g)(x) = f(g(x)). С pipe визуально легче воспринимать порядок выполнения функций.

Реальный пример

В следующих примерах будем использовать pipe. Предположим, нужно сделать простой калькулятор цен, в котором нужно применить:

• налог (30%, по умолчанию),
• сервисный сбор (10у.е., по умолчанию),
• скидку,
• купон,
• цену доставки на основе веса.

API калькулятора цен на основе этих требований будет выглядеть следующим образом:

const priceCalculator = (
  taxPercentage = 0.3,
  serviceFees = 10,
  price,
  discount,
  percentCoupon,
  weight,
  shippingPricePerKg
) => {
  // реализация
}

Реализация без композиции

const priceCalculator = (
  taxPercentage = 0.3,
  serviceFees = 10,
  price,
  discount,
  percentCoupon,
  weight,
  shippingPricePerKg
) => {
  return (
    price
     - (price * percentCoupon)
     - discount
     + (weight * shippingPricePerKg)
     + serviceFees
  ) * (1 + taxPercentage)
}

Эта функция выполняет свою задачу, но ее сложно читать, тестировать и отлаживать.

Реализация с композицией

const priceCalculator = (
  taxPercentage = 0.3,
  serviceFees = 10,
  price,
  discount,
  percentCoupon,
  weight,
  shippingPricePerKg
) => {
 const applyTax = (val) => val * (1 + taxPercentage)
 const applyServiceFees = (val) => val + serviceFees
 const applyPercentCoupon = (val) => val - val * percentCoupon
 const applyDiscount = (val) => val - discount
 const applyShippingCost = (val) => val + weight * shippingPricePerKg

 return pipe(
   applyPercentCoupon,
   applyDiscount,
   applyShippingCost,
   applyServiceFees,
   applyTax
 )(price)
}

Эта реализация выглядит более чистой, ее легко тестировать и отлаживать. Все это благодаря модульности.

Запуск примера

Запустим, передав только price. Очевидно, получим неверный результат, т.к. передали не все обязательные параметры.

priceCalculator(10) // NaN

Сначала продебажим. Для дебага pipe и compose можно добавить удобную функцию inspect. Она просто логирует в консоль входные данные и возвращает эти данные без изменений.

const inspect = (label) => (x) => {
  console.log(`${label}: ${x}`)
  return x
}

Добавим inspect в цепочку выполнения.

const priceCalculator = (
  taxPercentage = 0.3,
  serviceFees = 10,
  price,
  discount,
  percentCoupon,
  weight,
  shippingPricePerKg
) => {
  const applyTax = (val) => val * (1 + taxPercentage)
  const applyServiceFees = (val) => val + serviceFees
  const applyPercentCoupon = (val) => val - val * percentCoupon
  const applyDiscount = (val) => val - discount
  const applyShippingCost = (val) => val + weight * shippingPricePerKg

  return pipe(
    inspect('price'),
    applyPercentCoupon,
    inspect('after applyPercentCoupon'),
    applyDiscount,
    inspect('after applyDiscount'),
    applyShippingCost,
    inspect('after applyShippingCost'),
    applyServiceFees,
    inspect('after applyServiceFees'),
    applyTax
  )(price)
}

Результат будет примерно таким:

priceCalculator(10)
// price: undefined
// after applyPercentCoupon: NaN
// ...

Видим, price - undefined. Это произошло потому что price - третий аргумент, а мы передаем его первым.

Быстрый фикс

Сделаем так, чтобы функция принимала один объект:

const priceCalculator = ({
  taxPercentage = 0.3,
  serviceFees = 10,
  price,
  discount,
  percentCoupon,
  weight,
  shippingPricePerKg
}) => {
  // ...
}

Далее, используем:

priceCalculator({ price: 10 })
 
// price: 10
// after applyPercentCoupon: NaN
// ...

Все еще получаем NaN, в этот раз потому что не был передан percentCoupon и он имеет значение undefined.

Добавим для всех параметров, кроме price, значения по умолчанию.

const priceCalculator = ({
  taxPercentage = 0.3,
  serviceFees = 10,
  price,
  discount = 0,
  percentCoupon = 0,
  weight = 0,
  shippingPricePerKg = 0
}) => {
  // ...
}

Если запустить заново, получим результат:

priceCalculator({ price: 10 }) // 26

Это пример того как композиция позволяет нам тестировать и исправлять код проще и быстрее, просто проверяя области, которые вызывают подозрения. Проблема, которую мы отлаживали, была очень простой. Когда мы переходим к более масштабным модулям, все становится еще более трудным для проверки. Большие атомарные функции трудно поддерживать. Разделение функций на более мелкие упрощает отладку, тестирование, поддержку и разработку функций.

Для чего нужна композиция?

Композиция это объединение меньших модулей в более крупные. Если мы думаем оперируем модулями (что обеспечивается композицией), мы улучшаем:

• модульное мышление,
• тестируемость,
• возможность отладки,
• поддерживаемость.

Итоги

Композиция — это способ построения больших модулей из более мелких, что делает наш код более модульным. Таким образом, проще отлаживать, тестировать, поддерживать, повторно использовать и интереснее разрабатывать функции.