js 高阶函数之柯里化

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定义

在计算机科学中,柯里化(Currying)是把接受多个参数的函数变换成接受一个单一参数(最初函数的第一个参数)的函数,并且返回接受余下的参数且返回结果的新函数的技术

就是只传递给函数某一部分参数来调用,返回一个新函数去处理剩下的参数(==闭包==)

常用的封装成 add 函数

// reduce 方法
const add = (...args) => args.reduce((a, b) => a + b)

// 传入多个参数,执行 add 函数
add(1, 2) // 3

// 假设有一个 currying 函数
let sum = currying(params)
sum(1)(3) // 4

实际应用

延迟计算

部分求和例子,说明了延迟计算的特点

const add = (...args) => args.reduce((a, b) => a + b)

// 简化写法
function currying(func) {
  const args = []
  return function result(...rest) {
    if (rest.length === 0) {
      return func(...args)
    } else {
      args.push(...rest)
        return result
    }
  }
}

const sum = currying(add)

sum(1, 2)(3)	// 未真正求值,收集参数的和
sum(4)		// 未真正求值,收集参数的和
sum()		// 输出 10

上面的代码理解:先定义 add 函数,然后 currying 函数就是用==闭包==把传入参数保存起来,当传入参数的数量足够执行函数时,就开始执行函数

上面的 currying 函数是一种简化写法,判断传入的参数长度是否为 0,若为 0 执行函数,否则收集参数到 args 数组

另一种常见的应用是 bind 函数,我们看下 bind 的使用

let obj = {
  name: 'Krry'
}
const fun = function () {
  console.log(this.name)
}.bind(obj)

fun() // Krry

这里 bind 用来改变函数执行时候的上下文==this==,但是函数本身并不执行,所以本质上是延迟计算,这一点和 call / apply 直接执行有所不同

动态创建函数

有一种典型的应用情景是这样的,每次调用函数都需要进行一次判断,但其实第一次判断计算之后,后续调用并不需要再次判断,这种情况下就非常适合使用柯里化方案来处理

即第一次判断之后,动态创建一个新函数用于处理后续传入的参数,并返回这个新函数。当然也可以使用惰性函数来处理,本例最后一个方案会介绍

我们看下面的这个例子,在 DOM 中添加事件时需要兼容现代浏览器和 IE 浏览器(IE < 9),方法就是对浏览器环境进行判断,看浏览器是否支持,简化写法如下

// 简化写法
function addEvent (type, el, fn, capture = false) {
  if (window.addEventListener) {
    el.addEventListener(type, fn, capture);
  }
  else if(window.attachEvent) {
    el.attachEvent('on' + type, fn);
  }
}

但是这种写法有一个问题,就是每次添加事件都会调用做一次判断,比较麻烦

可以利用闭包和立即调用函数表达式(IIFE)来实现只判断一次,后续都无需判断

const addEvent = (function(){
  if (window.addEventListener) {
    return function (type, el, fn, capture) { // 关键
      el.addEventListener(type, fn, capture)
    }
  }
  else if(window.attachEvent) {
    return function (type, el, fn) { // 关键
      el.attachEvent('on' + type, fn)
    }
  }
})()

上面这种实现方案就是一种典型的柯里化应用,在第一次的 if...else if... 判断之后完成第一次计算,然后动态创建返回新的函数用于处理后续传入的参数

这样做的好处就是之后调用之后就不需要再次调用计算了

当然可以使用惰性函数来实现这一功能,原理很简单,就是重写函数

function addEvent (type, el, fn, capture = false) {
  // 重写函数
  if (window.addEventListener) {
    addEvent = function (type, el, fn, capture) {
      el.addEventListener(type, fn, capture);
    }
  }
  else if(window.attachEvent) {
    addEvent = function (type, el, fn) {
      el.attachEvent('on' + type, fn);
    }
  }
  // 执行函数,有循环爆栈风险
  addEvent(type, el, fn, capture); 
}

第一次调用 addEvent 函数后,会进行一次环境判断,在这之后 addEvent 函数被重写,所以下次调用时就不会再次判断环境

参数复用

我们知道调用 toString() 可以获取每个对象的类型,但是不同对象的 toString() 有不同的实现

所以需要通过 Object.prototype.toString() 来获取 Object 上的实现

同时以 call() / apply() 的形式来调用,并传递要检查的对象作为第一个参数

例如下面这个例子

function isArray(obj) { 
  return Object.prototype.toString.call(obj) === '[object Array]';
}

function isNumber(obj) {
  return Object.prototype.toString.call(obj) === '[object Number]';
}

function isString(obj) {
  return Object.prototype.toString.call(obj) === '[object String]';
}

// Test
isArray([1, 2, 3])	// true
isNumber(123)		// true
isString('123')		// true

但是上面方案有一个问题,那就是每种类型都需要定义一个方法,这里我们可以使用 bind 来扩展,优点是可以直接使用改造后的 toStr

const toStr = Function.prototype.call.bind(Object.prototype.toString);

// 改造前直接调用
[1, 2, 3].toString()	// "1,2,3"
'123'.toString()	// "123"
123.toString()		// SyntaxError: Invalid or unexpected token
Object(123).toString()	// "123"

// 改造后调用 toStr
toStr([1, 2, 3]) 	// "[object Array]"
toStr('123') 		// "[object String]"
toStr(123) 		// "[object Number]"
toStr(Object(123))	// "[object Number]"

上面例子首先使用 Function.prototype.call 函数指定一个 this 值,然后 .bind 返回一个新的函数,始终将 Object.prototype.toString 设置为传入参数,其实等价于 Object.prototype.toString.call()

实现 Currying 函数

可以理解所谓的柯里化函数,就是封装==一系列的处理步骤==,通过闭包将参数集中起来计算,最后再把需要处理的参数传进去

实现原理就是用闭包把传入参数保存起来,当传入参数的数量足够执行函数时,就开始执行函数

上面延迟计算部分已经实现了一个简化版的 Currying 函数

下面实现一个更加健壮的 Currying 函数

function currying(fn, length) {
  // 第一次调用获取函数 fn 参数的长度,后续调用获取 fn 剩余参数的长度
  length = length || fn.length
  return function (...args) { // 返回一个新函数,接收参数为 ...args
    // 新函数接收的参数长度是否大于等于 fn 剩余参数需要接收的长度
    return args.length >= length
    	? fn.apply(this, args) // 满足要求,执行 fn 函数,传入新函数的参数
      : currying(fn.bind(this, ...args), length - args.length)
      // 不满足要求,递归 currying 函数
      // 新的 fn 为 bind 返回的新函数,新的 length 为 fn 剩余参数的长度
  }
}

// Test
const fn = currying(function(a, b, c) {
  console.log([a, b, c]);
})

fn("a", "b", "c")	// ["a", "b", "c"]
fn("a", "b")("c")	// ["a", "b", "c"]
fn("a")("b")("c")	// ["a", "b", "c"]
fn("a")("b", "c")	// ["a", "b", "c"]

上面使用的是 ES5 和 ES6 的混合语法

那如果不想使用 call/apply/bind 这些方法呢,自然是可以的,看下面的 ES6 极简写法,更加简洁也更加易懂

const currying = fn =>
    judge = (...args) =>
        args.length >= fn.length
            ? fn(...args)
            : (...arg) => judge(...args, ...arg)

// Test
const fn = currying(function(a, b, c) {
    console.log([a, b, c]);
})

fn("a", "b", "c") // ["a", "b", "c"]
fn("a", "b")("c") // ["a", "b", "c"]
fn("a")("b")("c") // ["a", "b", "c"]
fn("a")("b", "c") // ["a", "b", "c"]

如果还很难理解,看下面例子

function currying(fn, length) {
  length = length || fn.length; 	
  return function (...args) {			
    return args.length >= length	
    	? fn.apply(this, args)			
      : currying(fn.bind(this, ...args), length - args.length) 
  }
}

const add = currying(function(a, b, c) {
    console.log([a, b, c].reduce((a, b) => a + b))
})

add(1, 2, 3) // 6
add(1, 2)(3) // 6
add(1)(2)(3) // 6
add(1)(2, 3) // 6

扩展:函数参数 length

函数 currying 的实现中,使用了 fn.length 来表示函数参数的个数,那 fn.length 表示函数的所有参数个数吗?并不是

函数的 length 属性获取的是形参的个数,但是形参的数量不包括剩余参数个数,而且仅包括第一个具有默认值之前的参数个数,看下面的例子

((a, b, c) => {}).length; // 3

((a, b, c = 3) => {}).length; // 2 

((a, b = 2, c) => {}).length; // 1 

((a = 1, b, c) => {}).length; // 0 

((...args) => {}).length; // 0

const fn = (...args) => {
  console.log(args.length);
} 
fn(1, 2, 3) // 3

所以在柯里化的场景中,不建议使用 ES6 的函数参数默认值

const fn = currying((a = 1, b, c) => {
  console.log([a, b, c])
})

fn() // [1, undefined, undefined]

fn()(2)(3) // Uncaught TypeError: fn(...) is not a function

我们期望函数 fn 输出 1, 2, 3,但是实际上调用柯里化函数时 ((a = 1, b, c) => {}).length === 0

所以调用 fn() 时就已经执行并输出了 1, undefined, undefined,而不是理想中的返回闭包函数

所以后续调用 fn()(2)(3) 将会报错

小结&链接

定义:柯里化是一种将使用多个参数的函数转换成一系列使用一个参数的函数,并且返回接受余下的参数而且返回结果的新函数的技术

实际应用

  1. 延迟计算:部分求和、bind 函数
  2. 动态创建函数:添加监听 addEvent、惰性函数
  3. 参数复用:Function.prototype.call.bind(Object.prototype.toString)

实现 Currying 函数:用闭包把传入参数保存起来,当传入参数的数量足够执行函数时,就开始执行函数

函数参数 length:获取的是形参的个数,但是形参的数量不包括剩余参数个数,而且仅包括==第一个参数有默认值之前的参数个数==

参考文章:JavaScript专题之函数柯里化

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