JavaScript函数柯里化

时间: 2017-11-24阅读: 306标签: js知识作者: j2ue

什么是柯里化?

官方的说法

在计算机科学中,柯里化(英语:Currying),又译为卡瑞化或加里化,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而且返回结果的新函数的技术。这个技术由克里斯托弗·斯特雷奇以逻辑学家哈斯凯尔·加里命名的,尽管它是Moses Schönfinkel和戈特洛布·弗雷格发明的。

在直觉上,柯里化声称如果你固定某些参数,你将得到接受余下参数的一个函数
在理论计算机科学中,柯里化提供了在简单的理论模型中,比如:只接受一个单一参数的lambda演算中,研究带有多个参数的函数的方式。
函数柯里化的对偶是Uncurrying,一种使用匿名单参数函数来实现多参数函数的方法。


方便的理解

Currying概念其实很简单,只传递给函数一部分参数来调用它,让它返回一个函数去处理剩下的参数。

如果我们需要实现一个求三个数之和的函数:

function add(x, y, z) {
  return x + y + z;
}
console.log(add(1, 2, 3)); // 6
var add = function(x) {
  return function(y) {
    return function(z) {
      return x + y + z;
    }
  }
}

var addOne = add(1);
var addOneAndTwo = addOne(2);
var addOneAndTwoAndThree = addOneAndTwo(3);

console.log(addOneAndTwoAndThree);

这里我们定义了一个add函数,它接受一个参数并返回一个新的函数。调用add之后,返回的函数就通过闭包的方式记住了add的第一个参数。一次性地调用它实在是有点繁琐,好在我们可以使用一个特殊的curry帮助函数(helper function)使这类函数的定义和调用更加容易。

用ES6的箭头函数,我们可以将上面的add实现成这样:

const add = x => y => z => x + y + z;

好像使用箭头函数更清晰了许多。


偏函数?

来看这个函数:

function ajax(url, data, callback) {
  // ..
}

有这样的一个场景:我们需要对多个不同的接口发起HTTP请求,有下列两种做法:

  • 在调用ajax()函数时,传入全局URL常量。
  • 创建一个已经预设URL实参的函数引用。

下面我们创建一个新函数,其内部仍然发起ajax()请求,此外在等待接收另外两个实参的同时,我们手动将ajax()第一个实参设置成你关心的API地址。

对于第一种做法,我们可能产生如下调用方式:

function ajaxTest1(data, callback) {
  ajax('http://www.test.com/test1', data, callback);
}

function ajaxTest2(data, callback) {
  ajax('http://www.test.com/test2', data, callback);
}

对于这两个类似的函数,我们还可以提取出如下的模式:

function beginTest(callback) {
  ajaxTest1({
    data: GLOBAL_TEST_1,
  }, callback);
}

相信您已经看到了这样的模式:我们在函数调用现场(function call-site),将实参应用(apply) 于形参。如你所见,我们一开始仅应用了部分实参 —— 具体是将实参应用到URL形参 —— 剩下的实参稍后再应用。

上述概念即为偏函数的定义,偏函数一个减少函数参数个数的过程;这里的参数个数指的是希望传入的形参的数量。我们通过ajaxTest1()把原函数ajax()的参数个数从3个减少到了2个。

我们这样定义一个partial()函数:

function partial(fn, ...presetArgs) {
  return function partiallyApplied(...laterArgs) {
    return fn(...presetArgs, ...laterArgs);
  }
}

partial()函数接收fn参数,来表示被我们偏应用实参(partially apply)的函数。接着,fn形参之后,presetArgs数组收集了后面传入的实参,保存起来稍后使用。

我们创建并return了一个新的内部函数(为了清晰明了,我们把它命名为partiallyApplied(..)),该函数中,laterArgs数组收集了全部实参。

使用箭头函数,则更为简洁:

var partial =
  (fn, ...presetArgs) =>
    (...laterArgs) =>
      fn(...presetArgs, ...laterArgs);

使用偏函数的这种模式,我们重构之前的代码:

function ajax(url, data, callback) {
  // ..
}

var ajaxTest1 = partial(ajax, 'http://www.test.com/test1');
var ajaxTest2 = partial(ajax, 'http://www.test.com/test1');

再次思考beginTest()函数,我们使用partial()来重构它应该怎么做呢?

function ajax(url, data, callback) {
  // ..
}

// 版本1
var beginTest = partial(ajax, 'http://www.test.com/test1', {
  data: GLOBAL_TEST_1,
});

// 版本2
var ajaxTest1 = partial(ajax, 'http://www.test.com/test1');
var beginTest = partial(ajaxTest1, {
  data: GLOBAL_TEST_1,
});


一次传一个

相信你已经在上述例子中看到了版本2比起版本1的优势所在了,没错,柯里化就是:将一个带有多个参数的函数转换为一次一个的函数的过程。每次调用函数时,它只接受一个参数,并返回一个函数,直到传递所有参数为止。

The process of converting a function that takes multiple arguments into a function that takes them one at a time.

Each time the function is called it only accepts one argument and returns a function that takes one argument until all arguments are passed.

假设我们已经创建了一个柯里化版本的ajax()函数curriedAjax():

curriedAjax('http://www.test.com/test1')
  ({
    data: GLOBAL_TEST_1,
  })
  (function callback(data) {
    // dosomething
  });

我们将三次调用分别拆解开来,这也许有助于我们理解整个过程:

var ajaxTest1 = curriedAjax('http://www.test.com/test1');

var beginTest = ajaxTest1({
  data: GLOBAL_TEST_1,
});

var ajaxCallback = beginTest(function callback(data) {
  // dosomething
});


实现柯里化

那么,我们如何来实现一个自动的柯里化的函数呢?

var currying = function(fn) {
  var args = [];

  return function() {
    if (arguments.length === 0) {
      return fn.apply(this, args); // 没传参数时,调用这个函数
    } else {
      [].push.apply(args, arguments); // 传入了参数,把参数保存下来
      return arguments.callee; // 返回这个函数的引用
    }
  }
}

调用上述currying()函数:

var cost = (function() {
  var money = 0;
  return function() {
    for (var i = 0; i < arguments.length; i++) {
      money += arguments[i];
    }
    return money;
  }
})();

var cost = currying(cost);

cost(100); // 传入了参数,不真正求值
cost(200); // 传入了参数,不真正求值
cost(300); // 传入了参数,不真正求值

console.log(cost()); // 求值并且输出600

上述函数是我之前的JavaScript设计模式与开发实践读书笔记之闭包与高阶函数所写的currying版本,现在仔细思考后发现仍旧有一些问题。

我们在使用柯里化时,要注意同时为函数预传的参数的情况。

因此把上述柯里化函数更改如下:

var currying = function(fn) {
  var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);

  return function() {
    if (arguments.length === 0) {
      return fn.apply(this, args); // 没传参数时,调用这个函数
    } else {
      [].push.apply(args, arguments); // 传入了参数,把参数保存下来
      return arguments.callee; // 返回这个函数的引用
    }
  }
}

使用实例:

var cost = (function() {
  var money = 0;
  return function() {
    for (var i = 0; i < arguments.length; i++) {
      money += arguments[i];
    }
    return money;
  }
})();

var cost = currying(cost, 100);
cost(200); // 传入了参数,不真正求值
cost(300); // 传入了参数,不真正求值

console.log(cost()); // 求值并且输出600

你可能会觉得每次都要在最后调用一下不带参数的cost()函数比较麻烦,并且在cost()函数都要使用arguments参数不符合你的预期。我们知道函数都有一个length属性,表明函数期望接受的参数个数。因此我们可以充分利用预传参数的这个特点。

借鉴自mqyqingfeng

function sub_curry(fn) {
  var args = [].slice.call(arguments, 1);
  return function() {
    return fn.apply(this, args.concat([].slice.call(arguments)));
  };
}

function curry(fn, length) {

  length = length || fn.length;

  var slice = Array.prototype.slice;

  return function() {
    if (arguments.length < length) {
      var combined = [fn].concat(slice.call(arguments));
      return curry(sub_curry.apply(this, combined), length - arguments.length);
    } else {
      return fn.apply(this, arguments);
    }
  };
}

在上述函数中,我们在currying的返回函数中,每次把arguments.length和fn.length作比较,一旦arguments.length达到了fn.length的数量,我们就去调用fn(return fn.apply(this, arguments);)

验证:

var fn = curry(function(a, b, c) {
  return [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"]


bind方法的实现

使用柯里化,能够很方便地借用call()或者apply()实现bind()方法的polyfill。

Function.prototype.bind = Function.prototype.bind || function(context) {
  var me = this;
  var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);
  return function() {
    var innerArgs = Array.prototype.slice.call(arguments);
    var finalArgs = args.concat(innerArgs);
    return me.apply(contenxt, finalArgs);
  }
}

上述函数有的问题在于不能兼容构造函数。我们通过判断this指向的对象的原型属性,来判断这个函数是否通过new作为构造函数调用,来使得上述bind方法兼容构造函数。

Function.prototype.bind() by MDN如下说到:

绑定函数适用于用new操作符 new 去构造一个由目标函数创建的新的实例。当一个绑定函数是用来构建一个值的,原来提供的 this 就会被忽略。然而, 原先提供的那些参数仍然会被前置到构造函数调用的前面。

这是基于MVC的JavaScript Web富应用开发的bind()方法实现:

Function.prototype.bind = function(oThis) {
  if (typeof this !== "function") {
    throw new TypeError("Function.prototype.bind - what is trying to be bound is not callable");
  }

  var aArgs = Array.prototype.slice.call(arguments, 1),
    fToBind = this,
    fNOP = function() {},
    fBound = function() {
      return fToBind.apply(
        this instanceof fNOP && oThis ? this : oThis || window,
        aArgs.concat(Array.prototype.slice.call(arguments))
      );
    };

  fNOP.prototype = this.prototype;
  fBound.prototype = new fNOP();

  return fBound;
};


反柯里化(uncurrying)

可能遇到这种情况:拿到一个柯里化后的函数,却想要它柯里化之前的版本,这本质上就是想将类似f(1)(2)(3)的函数变回类似g(1,2,3)的函数。

下面是简单的uncurrying的实现方式:

function uncurrying(fn) {
  return function(...args) {
    var ret = fn;

    for (let i = 0; i < args.length; i++) {
      ret = ret(args[i]); // 反复调用currying版本的函数
    }

    return ret; // 返回结果
  };
}

注意,不要以为uncurrying后的函数和currying之前的函数一模一样,它们只是行为类似!

var currying = function(fn) {
  var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);

  return function() {
    if (arguments.length === 0) {
      return fn.apply(this, args); // 没传参数时,调用这个函数
    } else {
      [].push.apply(args, arguments); // 传入了参数,把参数保存下来
      return arguments.callee; // 返回这个函数的引用
    }
  }
}

function uncurrying(fn) {
  return function(...args) {
    var ret = fn;

    for (let i = 0; i < args.length; i++) {
      ret = ret(args[i]); // 反复调用currying版本的函数
    }

    return ret; // 返回结果
  };
}

var cost = (function() {
  var money = 0;
  return function() {
    for (var i = 0; i < arguments.length; i++) {
      money += arguments[i];
    }
    return money;
  }
})();

var curryingCost = currying(cost);
var uncurryingCost = uncurrying(curryingCost);
console.log(uncurryingCost(100, 200, 300)()); // 600


柯里化或偏函数有什么用?

无论是柯里化还是偏应用,我们都能进行部分传值,而传统函数调用则需要预先确定所有实参。如果你在代码某一处只获取了部分实参,然后在另一处确定另一部分实参,这个时候柯里化和偏应用就能派上用场。

另一个最能体现柯里化应用的的是,当函数只有一个形参时,我们能够比较容易地组合它们(单一职责原则(Single responsibility principle))。因此,如果一个函数最终需要三个实参,那么它被柯里化以后会变成需要三次调用,每次调用需要一个实参的函数。当我们组合函数时,这种单元函数的形式会让我们处理起来更简单。

归纳下来,主要为以下常见的三个用途:

  • 延迟计算
  • 参数复用
  • 动态生成函数

原文来源:https://segmentfault.com/a/1190000012145489

js 实现栈和队列

js实现栈或者队列有两种方式: 1.数组:数组本身提供栈方法(push,pop),队列方法(push,shift)。 2.链表:构造链表结构,说白了就是链表的插入(尾插),移除(栈:末尾节点移除,队列:头结点移除)

javascript的Object. hasOwnProperty方法

hasOwnProperty() 方法会返回一个布尔值,指示对象自身属性中(非继承属性)是否具有指定的属性,如果 object 具有带指定名称的属性,则 hasOwnProperty 方法返回 true,否则返回 false。

js常见知识点整理总结

一些常用的JavaScript 知识点整理,包括:两个函数是否等价、NaN是什么?它是什么类型?如何检测一个变量是否是NaN?作用域相关问题?js小数计算不准确的bug,js算法/思路相关,js类型强制转换

JavaScript中的魔幻代理Proxy

什么是 JavaScript 代理?通过 Proxy 我们可以拦截并改变一个对象的几乎所有的根本操作,包括但不限于属性查找、赋值、枚举、函数调用等等。利用 Proxy,我们可以拦截并不存在的属性的读取

适配器在JavaScript中的体现

适配器设计模式在JavaScript中非常有用,在处理跨浏览器兼容问题、整合多个第三方SDK的调用,都可以看到它的身影。适配器模式是一种软件设计模式,允许从另一个接口使用现有类的接口。它通常用于使现有的类与其他类一起工作,而无需修改其源代码。

JavaScript中的循环和作用域

JavaScript有一个特点,也许会让开发者头痛, 是与循环和作用域相关的.const。最简单的方案是用 let 声明、另外一个非常普遍的解决这个问题是使用pre-ES6代码, 同时它被称作即时调用函数表达式(IIFE)

JavaScript中的行为委托

行为委托简单来说就是一种设计模式,不同于传统的构造函数的类式设计。这里每个例子会通过构造函数,class和行为委托来不同实现,不过不会评论class,是否使用class取决于你的观点。

打造自己的JavaScript武器库

作为战斗在业务一线的前端,要想少加班,就要想办法提高工作效率。这里提一个小点,我们在业务开发过程中,经常会重复用到日期格式化、url参数转对象、浏览器类型判断、节流函数等一类函数,这些工具类函数

(...)这三个点在JavaScript中意味着什么?

解释JavaScript中三个点的作用:数组/对象扩展运算符、rest运算符(使用函数的参数时,无论是完全替换参数还是与函数的参数一起替换参数,这三个点也称为rest运算符)

await在forEach不起作用解决

我们知道await这个机制肯定是没问题的,如果真的有问题肯定不会轮到我测出来,那么其实剩下来的问题只能是for遍历的原因了。lodash的forEach和[].forEach不支持await,如果非要一边遍历一边执行await,可使用for-of