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浅析 JavaScript 中的 函数 currying 柯里化

简介: 原文:浅析 JavaScript 中的 函数 currying 柯里化 何为Curry化/柯里化? curry化来源与数学家 Haskell Curry的名字 (编程语言 Haskell也是以他的名字命名)。
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原文:浅析 JavaScript 中的 函数 currying 柯里化

何为Curry化/柯里化?

curry化来源与数学家 Haskell Curry的名字 (编程语言 Haskell也是以他的名字命名)。

柯里化通常也称部分求值,其含义是给函数分步传递参数,每次传递参数后部分应用参数,并返回一个更具体的函数接受剩下的参数,这中间可嵌套多层这样的接受部分参数函数,直至返回最后结果。
因此柯里化的过程是逐步传参,逐步缩小函数的适用范围,逐步求解的过程。

柯里化一个求和函数

按照分步求值,我们看一个简单的例子

var concat3Words = function (a, b, c) {
    return a+b+c;
};

var concat3WordsCurrying = function(a) {
    return function (b) {
        return function (c) {
            return a+b+c;
        };
    };
};
console.log(concat3Words("foo ","bar ","baza"));            // foo bar baza
console.log(concat3WordsCurrying("foo "));                  // [Function]
console.log(concat3WordsCurrying("foo ")("bar ")("baza"));  // foo bar baza

可以看到, concat3WordsCurrying("foo ") 是一个 Function,每次调用都返回一个新的函数,该函数接受另一个调用,然后又返回一个新的函数,直至最后返回结果,分布求解,层层递进。(PS:这里利用了闭包的特点)

那么现在我们更进一步,如果要求可传递的参数不止3个,可以传任意多个参数,当不传参数时输出结果?

首先来个普通的实现:

var add = function(items){
    return items.reduce(function(a,b){
        return a+b
    });
};
console.log(add([1,2,3,4]));

但如果要求把每个数乘以10之后再相加,那么:

var add = function (items,multi) {
    return items.map(function (item) {
        return item*multi;
    }).reduce(function (a, b) {
        return a + b
    });
};
console.log(add([1, 2, 3, 4],10));

好在有 mapreduce 函数,假如按照这个模式,现在要把每项加1,再汇总,那么我们需要更换map中的函数。

下面看一下柯里化实现:

var adder = function () {
    var _args = [];
    return function () {
        if (arguments.length === 0) {
            return _args.reduce(function (a, b) {
                return a + b;
            });
        }
        [].push.apply(_args, [].slice.call(arguments));
        return arguments.callee;
    }
};    
var sum = adder();

console.log(sum);     // Function

sum(100,200)(300);    // 调用形式灵活,一次调用可输入一个或者多个参数,并且支持链式调用
sum(400);
console.log(sum());   // 1000 (加总计算) 

上面 adder是柯里化了的函数,它返回一个新的函数,新的函数接收可分批次接受新的参数,延迟到最后一次计算。

通用的柯里化函数

更典型的柯里化会把最后一次的计算封装进一个函数中,再把这个函数作为参数传入柯里化函数,这样即清晰,又灵活。
例如 每项乘以10, 我们可以把处理函数作为参数传入:

var currying = function (fn) {
    var _args = [];
    return function () {
        if (arguments.length === 0) {
            return fn.apply(this, _args);
        }
        Array.prototype.push.apply(_args, [].slice.call(arguments));
        return arguments.callee;
    }
};

var multi=function () {
    var total = 0;
    for (var i = 0, c; c = arguments[i++];) {
        total += c;
    }
    return total;
};

var sum = currying(multi);  
  
sum(100,200)(300);
sum(400);
console.log(sum());     // 1000  (空白调用时才真正计算)

这样 sum = currying(multi),调用非常清晰,使用效果也堪称绚丽,例如要累加多个值,可以把多个值作为做个参数 sum(1,2,3),也可以支持链式的调用,sum(1)(2)(3)

柯里化的基础

上面的代码其实是一个高阶函数(high-order function), 高阶函数是指操作函数的函数,它接收一个或者多个函数作为参数,并返回一个新函数。此外,还依赖与闭包的特性,来保存中间过程中输入的参数。即:

  • 函数可以作为参数传递
  • 函数能够作为函数的返回值
  • 闭包

柯里化的作用

  • 延迟计算。上面的例子已经比较好低说明了。
  • 参数复用。当在多次调用同一个函数,并且传递的参数绝大多数是相同的,那么该函数可能是一个很好的柯里化候选。
  • 动态创建函数。这可以是在部分计算出结果后,在此基础上动态生成新的函数处理后面的业务,这样省略了重复计算。或者可以通过将要传入调用函数的参数子集,部分应用到函数中,从而动态创造出一个新函数,这个新函数保存了重复传入的参数(以后不必每次都传)。例如,事件浏览器添加事件的辅助方法:

 

 var addEvent = function(el, type, fn, capture) {
     if (window.addEventListener) {
         el.addEventListener(type, function(e) {
             fn.call(el, e);
         }, capture);
     } else if (window.attachEvent) {
         el.attachEvent("on" + type, function(e) {
             fn.call(el, e);
         });
     } 
 };

每次添加事件处理都要执行一遍 if...else...,其实在一个浏览器中只要一次判定就可以了,把根据一次判定之后的结果动态生成新的函数,以后就不必重新计算。

var addEvent = (function(){
    if (window.addEventListener) {
        return function(el, sType, fn, capture) {
            el.addEventListener(sType, function(e) {
                fn.call(el, e);
            }, (capture));
        };
    } else if (window.attachEvent) {
        return function(el, sType, fn, capture) {
            el.attachEvent("on" + sType, function(e) {
                fn.call(el, e);
            });
        };
    }
})();

这个例子,第一次 if...else... 判断之后,完成了部分计算,动态创建新的函数来处理后面传入的参数,这是一个典型的柯里化。

Function.prototype.bind 方法也是柯里化应用

与 call/apply 方法直接执行不同,bind 方法 将第一个参数设置为函数执行的上下文,其他参数依次传递给调用方法(函数的主体本身不执行,可以看成是延迟执行),并动态创建返回一个新的函数, 这符合柯里化特点。

var foo = {x: 888};
var bar = function () {
    console.log(this.x);
}.bind(foo);               // 绑定
bar();                     // 888

下面是一个 bind 函数的模拟,testBind 创建并返回新的函数,在新的函数中将真正要执行业务的函数绑定到实参传入的上下文,延迟执行了。
 

Function.prototype.testBind = function (scope) {
    var fn = this;                    //// this 指向的是调用 testBind 方法的一个函数, 
    return function () {
        return fn.apply(scope);
    }
};
var testBindBar = bar.testBind(foo);  // 绑定 foo,延迟执行
console.log(testBindBar);             // Function (可见,bind之后返回的是一个延迟执行的新函数)
testBindBar();                        // 888

这里要注意 prototypethis 的理解。

关于 bind 方法的更多内容请见我的另一篇博客:浅析 JavaScript 中的 Function.prototype.bind() 方法

相关的理念还有反柯里化 uncurrying,请见我的另一篇博客:浅析 JavaScript 中的 函数 uncurrying 反柯里化

参考资料:
JS中的柯里化(currying)
JavaScript Patterns, by stoyan stefanov
为什么要柯里化(curry)
浅析 JavaScript 中的 函数 uncurrying 反柯里化

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