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JS中的柯里化 及 精巧的自動(dòng)柯里化實(shí)現(xiàn)

moven_j / 1393人閱讀

摘要:笑中自動(dòng)柯里化的精巧實(shí)現(xiàn)柯里化是函數(shù)式編程中很重要的一環(huán),很多函數(shù)式語(yǔ)言都會(huì)默認(rèn)將函數(shù)自動(dòng)柯里化。

什么是柯里化?
在計(jì)算機(jī)科學(xué)中,柯里化(Currying)是把接受多個(gè)參數(shù)的函數(shù)變換成接受一個(gè)單一參數(shù)(最初函數(shù)的第一個(gè)參數(shù))的函數(shù),并且返回接受余下的參數(shù)且返回結(jié)果的新函數(shù)的技術(shù)。這個(gè)技術(shù)由 Christopher Strachey 以邏輯學(xué)家 Haskell Curry 命名的,盡管它是 Moses SchnfinkelGottlob Frege 發(fā)明的。

理論看著頭大?沒(méi)關(guān)系,先看看代碼:

柯里化應(yīng)用

假設(shè)我們需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)對(duì)列表元素進(jìn)行某種處理的功能,比如說(shuō)返回一個(gè)原列表內(nèi)每一個(gè)元素加一的新列表,那么很容易想到:

const list = [0, 1, 2, 3];
const list1 = list.map(elem => elem + 1); // => [1, 2, 3, 4]

很簡(jiǎn)單是吧?如果又要加2呢?

const list = [0, 1, 2, 3];
const list1 = list.map(elem => elem + 1); // => [1, 2, 3, 4]
const list2 = list.map(elem => elem + 2); // => [2, 3, 4, 5]

看上去效率有點(diǎn)低,處理函數(shù)封裝下?
可是map的回調(diào)函數(shù)只接受當(dāng)前元素 elem 這一個(gè)參數(shù),看上去好像沒(méi)有辦法封裝...

你也許會(huì)想:如果能拿到一個(gè)部分配置好的函數(shù)就好了,比如說(shuō):

// plus返回部分配置好的函數(shù)
const plus1 = plus(1);
const plus2 = plus(2);

plus1(5); // => 6
plus2(7); // => 9

把這樣的函數(shù)傳進(jìn)map:

const list = [0, 1, 2, 3];
const list1 = list.map(plus1); // => [1, 2, 3, 4]
const list2 = list.map(plus2); // => [2, 3, 4, 5]

是不是很棒棒?這樣一來(lái)不管是加多少,只需要list.map(plus(x))就好了,完美實(shí)現(xiàn)了封裝,可讀性大大提高! (☆???)

不過(guò)問(wèn)題來(lái)了:
這樣的plus函數(shù)要怎么實(shí)現(xiàn)呢?

這時(shí)候柯里化就能派上用場(chǎng)了:

柯里化函數(shù)
// 原始的加法函數(shù)
function origPlus(a, b) {
  return a + b;
}

// 柯里化后的plus函數(shù)
function plus(a) {
  return function(b) {
    return a + b;
  }
}

// ES6寫(xiě)法
const plus = a => b => a + b;

可以看到,柯里化的 plus 函數(shù)首先接受一個(gè)參數(shù) a,然后返回一個(gè)接受一個(gè)參數(shù) b 的函數(shù),由于閉包的原因,返回的函數(shù)可以訪問(wèn)到父函數(shù)的參數(shù) a,所以舉個(gè)例子:const plus2 = plus(2)就可等效視為function plus2(b) { return 2 + b; },這樣就實(shí)現(xiàn)了部分配置

通俗地講,柯里化就是一個(gè)部分配置多參數(shù)函數(shù)的過(guò)程,每一步都返回一個(gè)接受單個(gè)參數(shù)的部分配置好的函數(shù)。一些極端的情況可能需要分很多次來(lái)部分配置一個(gè)函數(shù),比如說(shuō)多次相加:

multiPlus(1)(2)(3); // => 6

這種寫(xiě)法看著很奇怪吧?不過(guò)如果入了JS的函數(shù)式編程這個(gè)大坑的話,這會(huì)是常態(tài)。(笑)

JS中自動(dòng)柯里化的精巧實(shí)現(xiàn)
柯里化(Currying)是函數(shù)式編程中很重要的一環(huán),很多函數(shù)式語(yǔ)言(eg. Haskell)都會(huì)默認(rèn)將函數(shù)自動(dòng)柯里化。然而JS并不會(huì)這樣,因此我們需要自己來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)柯里化的函數(shù)。

先上代碼:

// ES5
function curry(fn) {
  function _c(restNum, argsList) {
    return restNum === 0 ?
      fn.apply(null, argsList) :
      function(x) {
        return _c(restNum - 1, argsList.concat(x));
      };
  }
  return _c(fn.length, []);
}

// ES6
const curry = fn => {
  const _c = (restNum, argsList) => restNum === 0 ?
    fn(...argsList) : x => _c(restNum - 1, [...argsList, x]);

  return _c(fn.length, []);
}

/***************** 使用 *********************/

var plus = curry(function(a, b) {
  return a + b;
});

// ES6
const plus = curry((a, b) => a + b);

plus(2)(4); // => 6

這樣就實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)的柯里化!(╭ ̄3 ̄)╭?

如果你看得懂發(fā)生了什么的話,那么恭喜你!大家口中的大佬就是你!╰(°▽°)╯,快留下贊然后去開(kāi)始你的函數(shù)式生涯吧(滑稽

如果你沒(méi)看懂發(fā)生了什么,別擔(dān)心,我現(xiàn)在開(kāi)始幫你理一下思路。

需求分析

我們需要一個(gè) curry 函數(shù),它接受一個(gè)待柯里化的函數(shù)為參數(shù),返回一個(gè)用于接收一個(gè)參數(shù)的函數(shù),接收到的參數(shù)放到一個(gè)列表中,當(dāng)參數(shù)數(shù)量足夠時(shí),執(zhí)行原函數(shù)并返回結(jié)果。

實(shí)現(xiàn)方式

簡(jiǎn)單思考可以知道,柯里化部分配置函數(shù)的步驟數(shù)等于 fn 的參數(shù)個(gè)數(shù),也就是說(shuō)有兩個(gè)參數(shù)的 plus 函數(shù)需要分兩步來(lái)部分配置。函數(shù)的參數(shù)個(gè)數(shù)可以通過(guò)fn.length獲取。

總的想法就是每傳一次參,就把該參數(shù)放入一個(gè)參數(shù)列表 argsList 中,如果已經(jīng)沒(méi)有要傳的參數(shù)了,那么就調(diào)用fn.apply(null, argsList)將原函數(shù)執(zhí)行。要實(shí)現(xiàn)這點(diǎn),我們就需要一個(gè)內(nèi)部的判斷函數(shù) _c(restNum, argsList),函數(shù)接受兩個(gè)參數(shù),一個(gè)是剩余參數(shù)個(gè)數(shù) restNum,另一個(gè)是已獲取的參數(shù)的列表 argsList_c 的功能就是判斷是否還有未傳入的參數(shù),當(dāng) restNum 為零時(shí),就是時(shí)候通過(guò)fn.apply(null, argsList)執(zhí)行原函數(shù)并返回結(jié)果了。如果還有參數(shù)需要傳遞的話,也就是說(shuō) restNum 不為零時(shí),就需要返回一個(gè)單參數(shù)函數(shù)

function(x) {
  return _c(restNum - 1, argsList.concat(x));
}

來(lái)繼續(xù)接收參數(shù)。這里形成了一個(gè)尾遞歸,函數(shù)接受了一個(gè)參數(shù)后,剩余需要參數(shù)數(shù)量 restNum 減一,并將新參數(shù) x 加入 argsList 后傳入 _c 進(jìn)行遞歸調(diào)用。結(jié)果就是,當(dāng)參數(shù)數(shù)量不足時(shí),返回負(fù)責(zé)接收新參數(shù)的單參數(shù)函數(shù),當(dāng)參數(shù)夠了時(shí),就調(diào)用原函數(shù)并返回。

現(xiàn)在再來(lái)看:

function curry(fn) {
  function _c(restNum, argsList) {
    return restNum === 0 ?
      fn.apply(null, argsList) :
      function(x) {
        return _c(restNum - 1, argsList.concat(x));
      };
  }
  return _c(fn.length, []); // 遞歸開(kāi)始
}

是不是開(kāi)始清晰起來(lái)了? (?▽?)

ES6寫(xiě)法的由于使用了 數(shù)組解構(gòu)箭頭函數(shù) 等語(yǔ)法糖,看上去精簡(jiǎn)很多,不過(guò)思想都是一樣的啦~

// ES6
const curry = fn => {
  const _c = (restNum, argsList) => restNum === 0 ?
    fn(...argsList) : x => _c(restNum - 1, [...argsList, x]);

  return _c(fn.length, []);
}
與其他方法的對(duì)比

還有一種大家常用的方法:

function curry(fn) {
  const len = fn.length;
  return function judge(...args1) {
    return args1.length >= len ?
    fn(...args1):
    function(...args2) {
      return judge(...[...args1, ...args2]);
    }
  }
}

// 使用箭頭函數(shù)
const curry = fn => {
  const len = fn.length;
  const judge = (...args1) => args1.length >= len ?
    fn(...args1) : (...args2) => judge(...[...args1, ...args2]);
  return judge;
}

與本篇文章先前提到的方法對(duì)比的話,發(fā)現(xiàn)這種方法有兩個(gè)問(wèn)題:

依賴ES6的解構(gòu)(函數(shù)參數(shù)中的 ...args1...args2);

性能稍差一點(diǎn)。

性能問(wèn)題

做個(gè)測(cè)試:

console.time("curry");

const plus = curry((a, b, c, d, e) => a + b + c + d + e);
plus(1)(2)(3)(4)(5);

console.timeEnd("curry");

在我的電腦(Manjaro Linux,Intel Xeon E5 2665,32GB DDR3 四通道1333Mhz,Node.js 9.2.0)上:

本篇提到的方法耗時(shí)約 0.325ms

其他方法的耗時(shí)約 0.345ms

差的這一點(diǎn)猜測(cè)閉包的原因。由于閉包的訪問(wèn)比較耗性能,而這種方式形成了兩個(gè)閉包fnlen,前面提到的方法只形成了 fn 一個(gè)閉包,所以造成了這一微小的差距。

也希望大家能自己測(cè)試下并說(shuō)說(shuō)自己的看法~

有問(wèn)題歡迎留言~ ?(? ???ω??? ?)?.

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