JS 函數(shù)式編程思維簡述(三):柯里化

  1. 簡述
  2. 無副作用(No Side Effects)
  3. 高階函數(shù)(High-Order Function)
  4. 柯里化(Currying)
  5. 閉包(Closure)
  6. 不可變(Immutable)
  7. 惰性計算(Lazy Evaluation)
  8. Monad

偏函數(shù)(Partial Application)

? ? ? ?在探討柯里化之前,我們首先聊一聊很容易跟其混淆的另一個概念——偏函數(shù)(Partial Application)。在維基百科中,對 Partial Application 的定義是這樣的:

In computer science, partial application (or partial function application) refers to the process of fixing a number of arguments to a function, producing another function of smaller arity.

其含義是:在計算機科學(xué)中,局部應(yīng)用(或偏函數(shù)應(yīng)用)是指將多個參數(shù)固定在一個函數(shù)中,從而產(chǎn)生另一個函數(shù)的過程。

舉個例子,假設(shè)我們是一個加工廠,用于生產(chǎn)梯形的零件,生產(chǎn)過程中我們要根據(jù)訂單來源方給的一系列參數(shù)計算面積:

// 聲明一個計算梯形面積的函數(shù)
function trapezoidArea(a, b, h){
    return (a + b) * h / 2;
}

突然有一天,我們發(fā)現(xiàn)了一個問題:我們的大部分訂單零件,都是高度為 28 的規(guī)格,此時面積函數(shù)調(diào)用經(jīng)常是這個樣子的:

trapezoidArea(26, 38, 28);
trapezoidArea(20, 40, 28);
trapezoidArea(36, 58, 28);
trapezoidArea(14, 19, 15);
trapezoidArea(33, 35, 28);
...
image

此時,我們便可以以第一個函數(shù)為模板,來創(chuàng)建存儲了固定值的新的計算函數(shù)

// 聲明一個固定高度的梯形面積計算函數(shù)
function trapezoidAreaByHeight28(a, b){
    return trapezoidArea(a, b, 28);
}

trapezoidAreaByHeight28(3, 6); // 結(jié)果: 126

當(dāng)然,這個示例中并沒有以明顯的 偏函數(shù) 的方式去呈現(xiàn),我們可以讓返回結(jié)果變成一個新的函數(shù),因此我們可以加以改造:

// 聲明一個計算梯形面積的函數(shù)
function trapezoidArea(a, b, h){
    return (a + b) * h / 2;
}
// 聲明一個【可以生成固定高度的梯形面積計算】的工廠函數(shù)
function trapezoidFactory(h){
    return function(a, b){ 
        return trapezoidArea(a, b, h);
    }
}

// 通過 trapezoidArea() 函數(shù),生成綁定了固定參數(shù)的新的函數(shù)
const trapezoidAreaByHeight15 = trapezoidFactory(15);
const trapezoidAreaByHeight28 = trapezoidFactory(28);

trapezoidAreaByHeight15(6, 13); // 結(jié)果: 142.5
trapezoidAreaByHeight28(6, 13); // 結(jié)果: 266

也可以將其簡化為:

const trapezoidAreaByHeight33 = (a, b) => trapezoidArea.call(null, a, b, 33);
trapezoidAreaByHeight33(6, 13); // 結(jié)果: 313.5

這里,我們就可以將 trapezoidAreaByHeight15() 、trapezoidAreaByHeight28()trapezoidAreaByHeight33() 視為 trapezoidArea() 的偏函數(shù)。

偏函數(shù)的應(yīng)用

? ? ? ?偏函數(shù)往往不能改變一個函數(shù)的行為,通常是根據(jù)一個已有函數(shù)而生成一個新的函數(shù),這個新的函數(shù)具有已有函數(shù)的相同功能,區(qū)別在于在新的函數(shù)中有一些參數(shù)已被固定不會變更。偏函數(shù)的設(shè)計通常:

  • 減少了參數(shù)相似性高的函數(shù)調(diào)用過程;
  • 降低了函數(shù)的通用性,提高了函數(shù)的適用性,使其更專注于做某事;
  • 減少了程序耦合度,提高了專有函數(shù)的可維護性。

柯里化(Currying)

? ? ? ?柯里化(Currying)是以美國數(shù)理邏輯學(xué)家哈斯凱爾·科里(Haskell Curry)的名字命名的函數(shù)應(yīng)用方式。與偏函數(shù)很像的地方是:都可以緩存參數(shù),都會返回一個新的函數(shù),以提高程序中函數(shù)的適用性。而不同點在于,柯里化(Currying)通常用于分解原函數(shù)式,將參數(shù)數(shù)量為 n 的一個函數(shù),分解為參數(shù)數(shù)量為 1n 個函數(shù),并且支持連續(xù)調(diào)用。例如:

// 一個用于計算三個數(shù)字累加的函數(shù)
const addExample = function(a, b, c){
    return a + b + c;
}
// 調(diào)用
addExample(10, 5, 3); // 結(jié)果: 18

// 通過柯里化,對上述函數(shù)進行演變
const addCurry = function(a){
    return function(b){
        return function(c){
            return a + b + c;
        }
    }
}
// 締造新的 單一元 函數(shù)
const add10 = addCurry(10);
const add15 = add10(5);
const add18 = add15(3);
// 調(diào)用
add18();    // 結(jié)果: 18

可見,柯里化(Currying)用于將多元任務(wù)分解成單一任務(wù),每一個獨立的任務(wù)都緩存了上一次函數(shù)生成時傳遞的入?yún)?/strong>,并且讓新生成的函數(shù)更簡單、專注。上述演變也可以寫作:

// 通過ES6箭頭函數(shù)構(gòu)造將更加簡單
const addCurry = (a) => (b) => (c) => a + b + c;

// 調(diào)用也可以這樣
addCurry(10)(5)(3); // 結(jié)果: 18

柯里化的應(yīng)用

? ? ? ?柯里化(Currying)分解了函數(shù)設(shè)計過程,將運行的步驟拆分為每一個單一參數(shù)的 lambda 演算。這里例舉一個在 JavaScript 中用于做強制類型判斷的示例:

// 創(chuàng)建一個用于檢測數(shù)據(jù)類型的函數(shù) checkType() 
const checkType = (e, typeStr) => Object.prototype.toString.call(e) === '[object '+typeStr+']';

// 調(diào)用示范
checkType(12, 'Number');            // 結(jié)果:true
checkType(16.8, 'Number');          // 結(jié)果:true
checkType(NaN, 'Number');           // 結(jié)果:true
checkType(Infinity, 'Number');      // 結(jié)果:true
checkType('abc', 'String');         // 結(jié)果:true
checkType(true, 'Boolean');         // 結(jié)果:true
checkType({}, 'Object');            // 結(jié)果:true
checkType([], 'Array');             // 結(jié)果:true
checkType(null, 'Null');            // 結(jié)果:true
checkType(undefined, 'Undefined');  // 結(jié)果:true
checkType(checkType, 'Function');   // 結(jié)果:true
checkType(Symbol(), 'Symbol');      // 結(jié)果:true

使用這一的方式構(gòu)建的函數(shù) checkType() 具備了高通用性,但適用性則略差。我們發(fā)現(xiàn)每次的調(diào)用過程,使用者都需要編寫參數(shù) typeStr 表示的類型字符串,增加了函數(shù)的應(yīng)用復(fù)雜度。此時作為設(shè)計者,就可以對該函數(shù)加以改造,使其生成多個具備高適用性的獨立函數(shù):

// 檢測值是否是 Number
const isNumber = (e) => checkType(e, 'Number');
// 檢測值是否是 String
const isString = (e) => checkType(e, 'String');
// 檢測值是否是 Boolean
const isBoolean = (e) => checkType(e, 'Boolean');
// 檢測值是否是 Object
const isObject = (e) => checkType(e, 'Object');
// 檢測值是否是 Array
const isArray = (e) => checkType(e, 'Array');
// 檢測值是否是 Null
const isNull = (e) => checkType(e, 'Null');
// 檢測值是否是 Undefined
const isUndefined = (e) => checkType(e, 'Undefined');
// 檢測值是否是 Function
const isFunction = (e) => checkType(e, 'Function');
// 檢測值是否是 Symbol
const isSymbol = (e) => checkType(e, 'Symbol');

柯里化無限調(diào)用

? ? ? ?柯里化(Currying)分解了函數(shù)設(shè)計過程,將運行的步驟拆分為每一個單一參數(shù)的 lambda 演算。我們可以通過遞歸的方式,來構(gòu)造出一個可進行無限調(diào)用,并返回相同的累加函數(shù)的 柯里化函數(shù)

// 一個永遠累加的函數(shù),返回結(jié)果的新函數(shù)中緩存上一次調(diào)用,并進行數(shù)據(jù)累加
// 最終的數(shù)據(jù)依賴 success 回調(diào)函數(shù)獲取
const alwaysAdd = function f1(nexter1){
    const n1 = nexter1;
    typeof n1.success == 'function' && n1.success(n1.value);
    return function f2(nexter2){
        const n2 = nexter2;
        return f1( {value: n1.value+n2.value, success: n2.success} );
    }
}

調(diào)用方式如:

const r1 = alwaysAdd({value: 2});
const r2 = r1({value: 5});
const r3 = r2({value:4, success: (result)=>console.log('結(jié)果: ', result)});

以這樣的方式,我們構(gòu)建的參數(shù)是一個簡單對象 nexter,該對象至少包含一個 value 屬性,用于描述本次累加的值。如果希望獲取累加結(jié)果,則為 nexter 對象賦予函數(shù)屬性 success 即可。結(jié)果會以實參的形式,傳遞給 success 函數(shù)用于傳遞通知。

一個簡單的 Promise

? ? ? ?Promise 對象無論是構(gòu)造函數(shù)還是后續(xù)的鏈?zhǔn)秸{(diào)用中,都能看到柯里化設(shè)計的影子:接收單一參數(shù),返回一個 Promise

// 構(gòu)建一個超級簡單的 Promise 結(jié)構(gòu)
class MyPromise{
    constructor(executor) {
        this.value = null;
        typeof executor == 'function' && executor(this.resolve.bind(this), this.reject.bind(this));
    }
                
    then(success){
        const result = success(this.value);
        const mp = new MyPromise();
        mp.value = result;
        return mp;
    }
                
    resolve(value){
        this.value = value;
    }
                
    reject(err){
        this.err = err;
    }
}

調(diào)用方式為:

// 構(gòu)建一個 MyPromise 對象
const mp1 = new MyPromise((resolve, reject) => {
    resolve(10);
});

// 鏈?zhǔn)秸{(diào)用求值
mp1.then( r => {
    console.log('mp1 r => ', r);    // 結(jié)果: 10
    return r + 3;
} ).then( r => {
    console.log('mp2 r => ', r);    // 結(jié)果: 13
    return r + 5;
} ).then( r => {
    console.log('mp3 r => ', r);    // 結(jié)果: 18
} );
最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成,瀏覽時請結(jié)合常識與多方信息審慎甄別。
平臺聲明:文章內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))由作者上傳并發(fā)布,文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點,簡書系信息發(fā)布平臺,僅提供信息存儲服務(wù)。

相關(guān)閱讀更多精彩內(nèi)容

友情鏈接更多精彩內(nèi)容