JS中精巧的自動柯里化實現(xiàn)方法
以下內(nèi)容通過代碼講解和實例分析了JS中精巧的自動柯里化實現(xiàn)方法,并分析了柯里化函數(shù)的基礎用法和知識,學習一下吧。
什么是柯里化?
在計算機科學中,柯里化(Currying)是把接受多個參數(shù)的函數(shù)變換成接受一個單一參數(shù)(最初函數(shù)的第一個參數(shù))的函數(shù),并且返回接受余下的參數(shù)且返回結果的新函數(shù)的技術。這個技術由 Christopher Strachey 以邏輯學家 Haskell Curry 命名的,盡管它是 Moses Schnfinkel 和 Gottlob Frege 發(fā)明的。
理論看著頭大?沒關系,先看看代碼:
柯里化應用
假設我們需要實現(xiàn)一個對列表元素進行某種處理的功能,比如說讓列表內(nèi)每一個元素加一,那么很容易想到:
const list = [0, 1, 2, 3]; list.map(elem => elem + 1);
很簡單是吧?如果又要加2呢?
const list = [0, 1, 2, 3]; list.map(elem => elem + 1); list.map(elem => elem + 2);
看上去效率有點低,處理函數(shù)封裝下?
可是map的回調(diào)函數(shù)只接受當前元素 elem 這一個參數(shù),看上去好像沒有辦法封裝...
你也許會想:如果能拿到一個部分配置好的函數(shù)就好了,比如說:
// 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map:
const list = [0, 1, 2, 3]; list.map(plus1); // => [1, 2, 3, 4] list.map(plus2); // => [2, 3, 4, 5]
是不是很棒棒?這樣一來不管是加多少,只需要list.map(plus(x))就好了,完美實現(xiàn)了封裝,可讀性大大提高!
不過問題來了:這樣的plus函數(shù)要怎么實現(xiàn)呢?
這時候柯里化就能派上用場了:
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)首先接受一個參數(shù) a,然后返回一個接受一個參數(shù) b 的函數(shù),由于閉包的原因,返回的函數(shù)可以訪問到父函數(shù)的參數(shù) a,所以舉個例子:const plus2 = plus(2)就可等效視為function plus2(b) { return 2 + b; },這樣就實現(xiàn)了部分配置。
通俗地講,柯里化就是一個部分配置多參數(shù)函數(shù)的過程,每一步都返回一個接受單個參數(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部分配置一個函數(shù),比如說多次相加:
multiPlus(1)(2)(3); // => 6
這種寫法看著很奇怪吧?不過如果入了JS的函數(shù)式編程這個大坑的話,這會是常態(tài)。
JS中自動柯里化的精巧實現(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)式語言(eg. Haskell)都會默認將函數(shù)自動柯里化。然而JS并不會這樣,因此我們需要自己來實現(xiàn)自動柯里化的函數(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
這樣就實現(xiàn)了自動的柯里化!
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!,快留下贊然后去開始你的函數(shù)式生涯吧(滑稽
如果你沒看懂發(fā)生了什么,別擔心,我現(xiàn)在開始幫你理一下思路。
需求分析
我們需要一個 curry 函數(shù),它接受一個待柯里化的函數(shù)為參數(shù),返回一個用于接收一個參數(shù)的函數(shù),接收到的參數(shù)放到一個列表中,當參數(shù)數(shù)量足夠時,執(zhí)行原函數(shù)并返回結果。
實現(xiàn)方式
簡單思考可以知道,柯里化部分配置函數(shù)的步驟數(shù)等于 fn 的參數(shù)個數(shù),也就是說有兩個參數(shù)的 plus 函數(shù)需要分兩步來部分配置。函數(shù)的參數(shù)個數(shù)可以通過fn.length獲取。
總的想法就是每傳一次參,就把該參數(shù)放入一個參數(shù)列表 argsList 中,如果已經(jīng)沒有要傳的參數(shù)了,那么就調(diào)用fn.apply(null, argsList)將原函數(shù)執(zhí)行。要實現(xiàn)這點,我們就需要一個內(nèi)部的判斷函數(shù) _c(restNum, argsList),函數(shù)接受兩個參數(shù),一個是剩余參數(shù)個數(shù) restNum,另一個是已獲取的參數(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 restNum 為零時,就是時候通過fn.apply(null, argsList)執(zhí)行原函數(shù)并返回結果了。如果還有參數(shù)需要傳遞的話,也就是說 restNum 不為零時,就需要返回一個單參數(shù)函數(shù)
function(x) { return _c(restNum - 1, argsList.concat(x)); }
來繼續(xù)接收參數(shù)。這里形成了一個尾遞歸,函數(shù)接受了一個參數(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 進行遞歸調(diào)用。結果就是,當參數(shù)數(shù)量不足時,返回負責接收新參數(shù)的單參數(shù)函數(shù),當參數(shù)夠了時,就調(diào)用原函數(shù)并返回。
現(xiàn)在再來看:
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, []); // 遞歸開始 }
是不是開始清晰起來了?
ES6寫法的由于使用了 數(shù)組解構 及 箭頭函數(shù) 等語法糖,看上去精簡很多,不過思想都是一樣的啦~
// 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比的話,發(fā)現(xiàn)這種方法有兩個問題:
依賴ES6的解構(函數(shù)參數(shù)中的 ...args1 與 ...args2);
性能稍差一點。
性能問題
做個測試:
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約 0.325ms
其他方法的耗時約 0.345ms
差的這一點猜測是閉包的原因。由于閉包的訪問比較耗性能,而這種方式形成了兩個閉包:fn 和 len,前面提到的方法只形成了 fn 一個閉包,所以造成了這一微小的差距。
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