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JS函数式编程 - 函数组合与柯里化

我们都知道单一职责原则,其实面向对象的SOLID中的S(SRP, Single responsibility principle)。在函数式当中每一个函数就是一个单元,同样应该只做一件事。但是现实世界总是复杂的,当把现实世界映射到编程时,单一的函数就没有太大的意义。这个时候就需要函数组合和柯里化了。

链式调用

如果用过jQuery的都晓得啥是链式调用,比如$('.post').eq(1).attr('data-test', 'test').javascript原生的一些字符串和数组的方法也能写出链式调用的风格:

'Hello, world!'.split('').reverse().join('') // "!dlrow ,olleH"

首先链式调用是基于对象的,上面的一个一个方法split, reverse, join如果脱离的前面的对象"Hello, world!"是玩不起来的。

而在函数式编程中方法是独立于数据的,我们可以把上面以函数式的方式在写一遍:

const split = (tag, xs) => xs.split(tag)
const reverse = xs => xs.reverse()
const join = (tag, xs) => xs.join(tag)

join('',reverse(split('','Hello, world!'))) // "!dlrow ,olleH"

你肯定会说,你是在逗我。这比链式调用好在哪儿了?这里还是依赖于数据的啊,没有传递`'Hello, world!',你这一串一串的函数组合也转不起来啊。这里唯一的好处也就是那几个单独的方法可以复用了。莫慌,后面还有那么多内容我怎么也会给你优化(忽悠)好的。再进行改造前,我们先介绍两个概念,部分应用和柯里化。

部分应用

部分应用是一种处理函数参数的流程,他会接收部分参数,然后返回一个函数接收更少的参数。这个就是部分应用。我们用bind来实现一把:

const addThreeArg = (x, y, z) => x + y + z;

const addTwoArg = addThreeNumber.bind(null, 1)
const addOneArg = addThreeNumber.bind(null, 1, 2)

addTwoArg(2, 3) // 6
addOneArg(7) // 10

上面利用bind生成了另外两个函数,分别接受剩下的参数,这就是部分应用。当然你也可以通过其他方式实现。

部分应用存在的问题

部分应用主要的问题在于,它返回的函数类型无法直接推断。正如前面所说,部分应用返回一个函数接收更少的参数,而没有规定返回的参数具体是多少个。这也就是一些隐式的东西,你需要去查看代码。才知道返回的函数接收多少个参数。

柯里化

柯里化定义:你可以调一个函数,但是不一次将所有参数传给它。这个函数会返回一个函数去接收下一个参数。

const add = x => y => x + y
const plusOne = add(1)
plusOne(10) // 11

柯里化的函数返回一个只接收一个参数的函数,返回的函数类型可以预测。

当然在实际开发中,有很多的函数都不是柯里化的,我们可以使用一些工具函数来转化:

const curry = (fn) => { // fn可以是任何参数的函数
  const arity = fn.length;

  return function $curry(...args) {
    if (args.length < arity) {
      return $curry.bind(null, ...args);
    }

    return fn.call(null, ...args);
  };
};

也可以用开源库Ramda里提供的curry方法。

哦,柯里化。有什么用呢?

举个例子

const currySplit = curry((tag, xs) => xs.split(tag))
const split = (tag, xs) => xs.split(tag)

// 我现在需要一个函数去split ","

const splitComma = currySplit(',') //by curry

const splitComma = string => split(',', string)

可以看到柯里化的函数生成新函数时,和数据完全没有关系。对比两个生成新函数的过程,没有柯里化的相对而言就有一点啰嗦了。

函数组合

先给代码:

const compose = (...fns) => (...args) => fns.reduceRight((res, fn) =>[fn.call(null, ...res)], args)[0];

其实compose做的事情一共两件:

  1. 接收一组函数,返回一个函数,不立即执行函数
  2. 组合函数,将传递给他的函数从左到右组合。

可能有同学对上面的reduceRight不是很熟悉,我给个2元和3元的例子:

const compose = (f, g) => (...args) => f(g(...args))
const compose3 = (f, g, z) => (...args) => f(g(z(...args)))

函数调用是从左到右,数据流也是一样的从左到右。当然你可以定义从右到左的,不过从语义上来说就不那么表意了。

好,现在让我们来优化一下最开始的例子:

const split = curry((tag, xs) => xs.split(tag))
const reverse = xs => xs.reverse()
const join = curry((tag, xs) => xs.join(tag))

const reverseWords = compose(join(''), reverse, split(''))

reverseWords('Hello,world!');

是不是简洁易于理解多了。这里的reverseWords也是我们之前讲过的Pointfree的代码风格。不依赖数据和外部状态,就是组合在一起的一个函数。

Pointfree我在上一篇介绍过JS函数式编程 - 概念,也阐述了其优缺点,有兴趣的小伙伴可以看看。

函数组合的结合律

先回顾一下小学知识加法结合律:a+(b+c)=(a+b)+c。我就不解释了,你们应该能理解。

回过来看函数组合其实也存在结合律的:

compose(f, compose(g, h)) === compose(compose(f, g), h);

这个对于我们编程有一个好处,我们的函数组合可以随意组合并且缓存:

const split = curry((tag, xs) => xs.split(tag))
const reverse = xs => xs.reverse()
const join = curry((tag, xs) => xs.join(tag))

const getReverseArray = compose(reverse, split(''))

const reverseWords = compose(join(''), getReverseArray)

reverseWords('Hello,world!');

脑图补充:

OK,下一篇介绍一下范畴轮,和函子。

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