嘗試在JavaScript中構建一個"Maybe"檢測器

bingo 發布于2019-08-20 19:07 / 2852人閱讀

摘要：我的目的是確保所有引用的使用都是絕對安全的，編譯器會自動進行檢查。它導致了數不清的錯誤漏洞和系統崩潰，可能在之后年中造成了十億美元的損失。這個函數將使用一個表示我們希望進行轉換的函數參數，并返回一個包含轉換結果的新參數。

翻譯原文出處：Building a Maybe in JavaScript
鄙人翻譯略差且略有出入，別見笑。

很多時候我們會碰到：Uncaught TypeError: Cannot read property "x" of undefined（無法讀取未定義的屬性“x”）。
我猜，如果你正好看到這個你以前不單只碰過還歷歷在目的東西，可能有那么一刻想把顯示器給砸了。
這里想起了我們尊敬的計算機領域的爵士——托尼·霍爾；他在Infoq辦的大會演講時，用到的主題是：“Null References: The Billion Dollar Mistake”（Null 引用：一個十億美元級別的錯誤），講演摘要中這樣寫的：
“我把Null引用稱為自己的十億美元錯誤。它的發明是在1965年，那時我用一個面向對象語言( ALGOL W )設計了第一個全面的引用類型系統。我的目的是確保所有引用的使用都是絕對安全的，編譯器會自動進行檢查。但是我未能抵御住誘惑，加入了Null引用，僅僅是因為實現起來非常容易。它導致了數不清的錯誤、漏洞和系統崩潰，可能在之后40年中造成了十億美元的損失。近年來，大家開始使用各種程序分析程序，比如微軟的PREfix和PREfast來檢查引用，如果存在為非Null的風險時就提出警告。更新的程序設計語言比如Spec#已經引入了非Null引用的聲明。這正是我在1965年拒絕的解決方案。”

那十億美元級別的錯誤

幸運的是，我們可以使用一些功能性的編程技術，以清潔、簡潔和可靠的方式緩解這帶來疼痛。讓我們想象一下，我們要從下面的對象中提取屬性“c”的值，并附加字符串“is great”。

const a = {
    b: {
        c: "fp"
    }
};

我們使用的簡單方法可能是：

const appendString = (obj) =>
    obj.b.c + " is great";
    
appendString(a);

這樣的寫法很棒，但可悲的是a對象并非是一成不變的。因此，我們收回的數據有時會采取到以下的形式：

const a = {
    b: {}
};

// or

const a = {};

當這個時候我們調用了appendString函數時，整個宇宙將會爆炸的...

無法讀取未定義的屬性“c”

這個時候可能要我們對函數的傳參進行空檢查：

const appendString = (obj) => {
    if (!obj || !obj.b || !obj.b.c || !) return null;
    return obj.b.c + " is great";
}

這是有效的，但它看起來很丑陋和很容易出錯。我們必須對傳參進行每種類型的對象定義特定的（正確的）空檢查，這是不是很有趣（復雜）。
哈哈哈，這個時候可能Maybe就派得上場了。

Maybe的基本用法

基本上，我們都會將要構建的對象封裝其值可能為null的概念，并且考慮到隨之而來的復雜性。在學習Elm(一門專注于Web前端的純函數式語言)之后，我會在Maybe上的封裝了兩個概念狀態Maybe.just和Maybe.nothing。對于初學者，我們簡單地定義一個返回一個布爾值的isNothing方法，告訴我們Maybe是否不包含任何內容：

const isNullOrUndef = (value) => value === null || typeof value === "undefined";

const maybe = (value) => ({
    isNothing: () => isNullOrUndef(value)
});

甚至使用一個簡單的工廠函數來創建我們的Maybe - 考慮到往后可能會添加更多的方法，我們將使用一個對象來定義它：

const Maybe = {
    just: maybe,
    nothing: () => maybe(null)
};

所以現在我們可以這樣做：

const maybeNumberOne = Maybe.just("a value");
const maybeNumberTwo = Maybe.nothing();

maybeNumberOne.isNothing(); // false
maybeNumberTwo.isNothing(); // true

一切都很好，但到目前為止還不是很實用。編程是關于轉換數據的，所以我們需要一種改變我們的Maybe的方法 - 一個map函數。這個map函數將使用一個表示我們希望進行轉換的函數參數，并返回一個包含轉換結果的新參數。重要的是，如果maybe不包含任何內容，那么該函數將不會被應用，我們將返回一個新的maybe.nothing方法。

const maybe = (value) => ({
    isNothing: () => isNullOrUndef(value),
    map: (transformer) => !isNullOrUndef(value) ? Maybe.just(transformer(value)) : Maybe.nothing()
});

現在我們可以這樣來調用maybe實現：

const maybeOne = Maybe.just(5);
maybeOne.map(x => x + 1); // Maybe.just(6);

const maybeTwo = Maybe.nothing();
maybeTwo.map(x => x + 1) // Maybe.nothing();

關鍵一點的是maybe.map返回一個新的maybe，所以我們可以將這些操作鏈接在一起。回到我們現在可以做的最初的問題：

const a = {
    b: {
        c: "fp"
    }
};

const maybeA = Maybe.just(a)
    .map(a => a.b)
    .map(b => b.c)
    .map(c => c + " is great!");

這里的好處是，如果鏈中的任何步驟返回null，我們仍然會得到結果Maybe.nothing的結果，而不是運行時錯誤。

好了，在Github上面有個maybe.js庫: A Maybe monad implementation in JavaScript:

它比Haskell的實現更加靈活，而且還附帶了一些額外的功能，考慮到
JavaScript的類型系統限制和語言的一般靈活性。

Point-free 鏈式函數

如果你看過我以前發布的文章柯里化函數，那么你就會想我們可以弄得比這更好。我們可以創建從對象中提取命名屬性的高階函數，以及用于追加字符串：

const prop = (propName) => (obj) => obj[propName];
const append = (appendee) => (appendix) = appendee + appendix;

這里可以參考知乎上的JavaScript函數式編程（一）里面的知識點。

所以現在我們可以在我們的map鏈式中使用這個功能：

const a = {
    b: {
        c: "fp"
    }
};

const maybeA = Maybe.just(a)
    .map(prop("b"))
    .map(prop("c"))
    .map(append(" is great!"));

好了，我們現在終于到了這一步，我們已經處理了空檢查，并將其重構為point-free形式。接下來需要做的就是使邏輯可重用性；我們想要的是能夠將我們的功能傳遞給一個功能，并應用所有步驟，以便我們可以在許多不同的Maybe上重新使用提取器：

   const extractor = // what we"re about to make
    extractor(Maybe.just(a)); // Maybe.just("fp is great")

我們需要的是一個需要我們的步驟的函數，并且每個步驟依次調用我們Maybe.map方法。我們將調用函數Maybe.chain，我們可以用reducer來實現：

const Maybe = {
    just: maybe,
    nothing: () => maybe(null),
    chain: (...fns) => (input) => fns.reduce((output, curr) => output.map(curr), input)
};

我們現在可以構建一個可以應用于maybe的可用功能：

const appendToC = Maybe.chain(
    prop("b"),
    prop("c"),
    append(" is great!")
);

并將其用于各種輸入：

const goodInput = Maybe.just({
    b: {
        c: "fp"
    }
});

const badInput = Maybe.just({});

appendToC(goodInput); // Maybe.just("fp is great!")
appendToC(badInput); // Maybe.nothing()

雖然我在學習Elm之前不習慣Maybe的價值觀概念，但是他們在JavaScript中不想落后啊。如果我們簡簡單單地去使用它，就只會使用到基礎方法而已，所以我們要在它的基礎上添加更多的功能函數。所以我將在稍后閱讀關于使用Maybe的后續文章。

：：完畢：：

更多閱讀

Elm入門實踐（一）——基礎篇

函數式編程入門教程

JavaScript函數式編程（一）

JavaScript函數式編程（二）

JavaScript函數式編程（三）

函數式JavaScript（2）：如何打造“函數式”編程語言？

A Maybe monad implementation in JavaScript

Functional Programming in Javascript

云服務器 GPU云服務器 Quote quoted quot python b&quot&quot

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