一文讲懂什么是函数柯里化,柯里化的目的及其代码实现
柯里化(Currying)
柯里化(Currying)[1]是一种关于函数的高阶技术。它不仅被用于 JavaScript,还被用于其他编程语言。
柯里化是一种函数的转换,它是指将一个函数从可调用的 f(a, b, c)
转换为可调用的 f(a)(b)(c)
。
柯里化不会调用函数。它只是对函数进行转换。
让我们先来看一个例子,以更好地理解我们正在讲的内容,然后再进行一个实际应用。
我们将创建一个辅助函数 curry(f)
,该函数将对两个参数的函数 f
执行柯里化。换句话说,对于两个参数的函数 f(a, b)
执行 curry(f)
会将其转换为以 f(a)(b)
形式运行的函数:
function curry(f) { // curry(f) 执行柯里化转换return function(a) {return function(b) {return f(a, b);};};
}// 用法
function sum(a, b) {return a + b;
}let curriedSum = curry(sum);alert( curriedSum(1)(2) ); // 3
正如你所看到的,实现非常简单:只有两个包装器(wrapper)。
curry(func)
的结果就是一个包装器function(a)
。当它被像
curriedSum(1)
这样调用时,它的参数会被保存在词法环境中,然后返回一个新的包装器function(b)
。然后这个包装器被以
2
为参数调用,并且,它将该调用传递给原始的sum
函数。
柯里化更高级的实现,例如 lodash 库的 _.curry[2],会返回一个包装器,该包装器允许函数被正常调用或者以偏函数(partial)的方式调用:
function sum(a, b) {return a + b;
}let curriedSum = _.curry(sum); // 使用来自 lodash 库的 _.curryalert( curriedSum(1, 2) ); // 3,仍可正常调用
alert( curriedSum(1)(2) ); // 3,以偏函数的方式调用
柯里化?目的是什么?
要了解它的好处,我们需要一个实际中的例子。
例如,我们有一个用于格式化和输出信息的日志(logging)函数 log(date, importance, message)
。在实际项目中,此类函数具有很多有用的功能,例如通过网络发送日志(log),在这儿我们仅使用 alert
:
function log(date, importance, message) {alert(`[${date.getHours()}:${date.getMinutes()}] [${importance}] ${message}`);
}
让我们将它柯里化!
log = _.curry(log);
柯里化之后,log
仍正常运行:
log(new Date(), "DEBUG", "some debug"); // log(a, b, c)
……但是也可以以柯里化形式运行:
log(new Date())("DEBUG")("some debug"); // log(a)(b)(c)
现在,我们可以轻松地为当前日志创建便捷函数:
// logNow 会是带有固定第一个参数的日志的偏函数
let logNow = log(new Date());// 使用它
logNow("INFO", "message"); // [HH:mm] INFO message
现在,logNow
是具有固定第一个参数的 log
,换句话说,就是更简短的“偏应用函数(partially applied function)”或“偏函数(partial)”。
我们可以更进一步,为当前的调试日志(debug log)提供便捷函数:
let debugNow = logNow("DEBUG");debugNow("message"); // [HH:mm] DEBUG message
所以:
柯里化之后,我们没有丢失任何东西:
log
依然可以被正常调用。我们可以轻松地生成偏函数,例如用于生成今天的日志的偏函数。
高级柯里化实现
如果你想了解更多细节,下面是用于多参数函数的“高级”柯里化实现,我们也可以把它用于上面的示例。
它非常短:
function curry(func) {return function curried(...args) {if (args.length >= func.length) {return func.apply(this, args);} else {return function(...args2) {return curried.apply(this, args.concat(args2));}}};}
用例:
function sum(a, b, c) {return a + b + c;
}let curriedSum = curry(sum);alert( curriedSum(1, 2, 3) ); // 6,仍然可以被正常调用
alert( curriedSum(1)(2,3) ); // 6,对第一个参数的柯里化
alert( curriedSum(1)(2)(3) ); // 6,全柯里化
新的 curry
可能看上去有点复杂,但是它很容易理解。
curry(func)
调用的结果是如下所示的包装器 curried
:
// func 是要转换的函数
function curried(...args) {if (args.length >= func.length) { // (1)return func.apply(this, args);} else {return function pass(...args2) { // (2)return curried.apply(this, args.concat(args2));}}
};
当我们运行它时,这里有两个 if
执行分支:
现在调用:如果传入的
args
长度与原始函数所定义的(func.length
)相同或者更长,那么只需要将调用传递给它即可。获取一个偏函数:否则,
func
还没有被调用。取而代之的是,返回另一个包装器pass
,它将重新应用curried
,将之前传入的参数与新的参数一起传入。然后,在一个新的调用中,再次,我们将获得一个新的偏函数(如果参数不足的话),或者最终的结果。
例如,让我们看看 sum(a, b, c)
这个例子。它有三个参数,所以 sum.length = 3
。
对于调用 curried(1)(2)(3)
:
第一个调用
curried(1)
将1
保存在词法环境中,然后返回一个包装器pass
。包装器
pass
被调用,参数为(2)
:它会获取之前的参数(1)
,将它与得到的(2)
连在一起,并一起调用curried(1, 2)
。由于参数数量仍小于 3,curry
函数依然会返回pass
。包装器
pass
再次被调用,参数为(3)
,在接下来的调用中,pass(3)
会获取之前的参数 (1
,2
) 并将3
与之合并,执行调用curried(1, 2, 3)
— 最终有3
个参数,它们被传入最原始的函数中。
如果这还不够清楚,那你可以把函数调用顺序在你的脑海中或者在纸上过一遍。
只允许确定参数长度的函数
柯里化要求函数具有固定数量的参数。
使用 rest 参数的函数,例如
f(...args)
,不能以这种方式进行柯里化。
比柯里化多一点
根据定义,柯里化应该将
sum(a, b, c)
转换为sum(a)(b)(c)
。但是,如前所述,JavaScript 中大多数的柯里化实现都是高级版的:它们使得函数可以被多参数变体调用。
总结
柯里化 是一种转换,将 f(a,b,c)
转换为可以被以 f(a)(b)(c)
的形式进行调用。JavaScript 实现通常都保持该函数可以被正常调用,并且如果参数数量不足,则返回偏函数。
柯里化让我们能够更容易地获取偏函数。就像我们在日志记录示例中看到的那样,普通函数 log(date, importance, message)
在被柯里化之后,当我们调用它的时候传入一个参数(如 log(date)
)或两个参数(log(date, importance)
)时,它会返回偏函数。
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在线免费阅读:https://zh.javascript.info
参考资料
[1]
柯里化(Currying): https://en.wikipedia.org/wiki/Currying
[2]
_.curry: https://lodash.com/docs#curry
[3]
React 官方文档推荐,与 MDN 并列的 JavaScript 学习教程: https://zh-hans.reactjs.org/docs/getting-started.html#javascript-resources
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