前端进击的巨人(五):学会函数柯里化(curry)

前端进击的巨人(五):学会函数柯里化(curry)

柯里化(Curring, 以逻辑学家Haskell Curry命名)

写在开头

柯里化理解的基础来源于我们前几篇文章构建的知识,如果还未能掌握闭包,建议回阅前文。

代码例子会用到 apply/call ,一般用来实现对象冒充,例如字符串冒充数组对象,让字符串拥有数组的方法。待对象讲解篇会细分解析。在此先了解,两者功能相同,区别在于参数传递方式的不同, apply 参数以数组方式传递,call 多个参数则是逗号隔开。

apply(context, [arguments]);
call(context, arg1, arg2, arg3, ....);

代码例子中使用到了ES6语法,对ES6还不熟悉的话,可学习社区这篇文章:《30分钟掌握ES6/ES2015核心内容(上)》


函数柯里化

函数柯里化在JavaScript中其实是高阶函数的一种应用,上篇文章我们简略介绍了高阶函数(可以作为参数传递,或作为返回值)。

理论知识太枯燥,来个生活小例子,"存款买房"(富二代绕道)。假设买房是我们存钱的终极目标。那么在买房前,存在卡里的钱(老婆本)就不能动。等到够钱买房了,钱从银行卡取出来,开始买买买。。。

函数柯里化就像我们往卡里存钱,存够了,才能执行买房操作,存不够,接着存。

函数柯里化公式

先上几个公式(左边是普通函数,右边就是转化后柯里化函数支持的调用方式):

// 公式类型一
fn(a,b,c,d) => fn(a)(b)(c)(d);
fn(a,b,c,d) => fn(a, b)(c)(d);
fn(a,b,c,d) => fn(a)(b,c,d);

// 公式类型二
fn(a,b,c,d) => fn(a)(b)(c)(d)();
fn(a,b,c,d) => fn(a);fn(b);fn(c);fn(d);fn();

两种公式类型的区别 —— 函数触发执行的机制不同:

  • 公式一当传入参数等于函数参数数量时开始执行
  • 公式二当没有参数传入时(且参数数量满足)开始执行

通过公式,我们先来理解这行代码 fn(a)(b)(c)(d), 执行 fn(a) 时返回的是一个函数,并且支持传参。何时返回目标函数结果值而不是函数的触发机制,控制权在我们手里,我们可以为函数制定不同的触发机制。

普通的函数调用,一次性传入参数就执行。而通过柯里化,它可以帮我们实现函数部分参数传入执行(并未立即执行原始函数,钱没存够接着存),这就是函数柯里化的特点:"延迟执行和部分求值"

"函数柯里化:指封装一个函数,接收原始函数作为参数传入,并返回一个能够接收并处理剩余参数的函数"

函数柯里化的例子

// 等待我们柯里化实现的方法add
function add(a, b, c, d) {
    return a + b + c + d;
};
// 最简单地实现函数add的柯里化
// 有点low,有助于理解
function add(a, b, c, d) {
    return function(a) {
        return function(b) {
            return function(c) {
                return a + b + c + d;
            }
        }
    }
}

分析代码知识点:

  1. 函数作为返回值返回,闭包形成,外部环境可访问函数内部作用域
  2. 子函数可访问父函数的作用域,作用域由内而外的作用域链查找规则,作用域嵌套形成
  3. 在函数参数数量不满足时,返回一个函数(该函数可接收并处理剩余参数)
  4. 当函数数量满足我们的触发机制(可自由制定),触发原始函数执行

前几篇文章的知识点此时刚好。可见基础知识的重要性,高阶的东西始终要靠小砖头堆砌出来。

弄清原理后,接下来就是将代码写得更通用些(高大上些)。

// 公式类型一: 参数数量满足函数参数要求,触发执行
// fn(a,b,c,d) => fn(a)(b)(c)(d);

const createCurry = (fn, ...args) => {
    let _args = args || [];
    let length = fn.length; // fn.length代码函数参数数量

    return (...rest) => {
        let _allArgs = _args.slice(0);  
        // 深拷贝闭包共用对象_args,避免后续操作影响(引用类型)
        _allArgs.push(...rest);
        if (_allArgs.length < length) {
            // 参数数量不满足原始函数数量,返回curry函数
            return createCurry.call(this, fn, ..._allArgs);
        } else {
            // 参数数量满足原始函数数量,触发执行
            return fn.apply(this, _allArgs);
        }
    }
}

const curryAdd = createCurry(add, 2);
let sum = curryAdd(3)(4)(5);    // 14

// ES5写法
function createCurry() {
    var fn = arguments[0];
    var _args = [].slice.call(arguments, 1);
    var length = fn.length;
    
    return function() {
        var _allArgs = _args.slice(0);
        _allArgs = _allArgs.concat([].slice.call(arguments));
        if (_allArgs.length < length) {
            _allArgs.unshift(fn);
            return createCurry.apply(this, _allArgs);
        } else {
            return fn.apply(this, _allArgs);
        }
    }
}
// 公式类型二: 无参数传入时并且参数数量已经满足函数要求
// fn(a, b, c, d) => fn(a)(b)(c)(d)();
// fn(a, b, c, d) => fn(a);fn(b);fn(c);fn(d);fn();

const createCurry = (fn, ...args) => {
    let all = args || [];
    let length = fn.length;

    return (...rest) => {
        let _allArgs = all.slice(0);
        _allArgs.push(...rest);
        if (rest.length > 0 || _allArgs.length < length) {
            // 调用时参数不为空或存储的参数不满足原始函数参数数量时,返回curry函数
            return createCurry.call(this, fn, ..._allArgs);
        } else {
            // 调用参数为空(),且参数数量满足时,触发执行
            return fn.apply(this, _allArgs);
        }
    }
}
const curryAdd = createCurry(add, 2);
let sum = curryAdd(3)(4)(5)();  // 14

// ES5写法
function createCurry() {
    var fn = arguments[0];
    var _args = [].slice.call(arguments, 1);
    var length = fn.length;
    
    return function() {
        var _allArgs = _args.slice(0);
        _allArgs = _allArgs.concat([].slice.call(arguments));
        if (arguments.length > 0 || _allArgs.length < length) {
            _allArgs.unshift(fn);
            return createCurry.apply(this, _allArgs);
        } else {
            return fn.apply(this, _allArgs);
        }
    }
}

为实现公式中不同的两种调用公式,两个createCurry方法制定了两种不同的触发机制。记住一个点,函数触发机制可根据需求自行制定。

偏函数与柯里化的区别

先上个公式看对比:

// 函数柯里化:参数数量完整
fn(a,b,c,d) => fn(a)(b)(c)(d);
fn(a,b,c,d) => fn(a,b)(c)(d);

// 偏函数:只执行了部分参数
fn(a,b,c,d) => fn(a);
fn(a,b,c,d) => fn(a, b);

"函数柯里化中,当你传入部分参数时,返回的并不是原始函数的执行结果,而是一个可以继续支持后续参数的函数。而偏函数的调用方式更像是普通函数的调用方式,只调用一次,它通过原始函数内部来实现不定参数的支持。"

如果已经看懂上述柯里化的代码例子,那么改写支持偏函数的代码,并不难。

// 公式:
// fn(a, b, c, d) => fn(a);
// fn(a, b, c, d) => fn(a,b,c);

const partialAdd = (a = 0, b = 0, c = 0, d = 0) => {
    return a + b + c +d;
}

partialAdd(6);      // 6
partialAdd(2, 3);   // 5

使用ES6函数参数默认值,为没有传入参数,指定默认值为0,支持无参数或不定参数传入。

柯里化的特点:

  1. 参数复用(固定易变因素)
  2. 延迟执行
  3. 提前返回

柯里化的缺点

柯里化是牺牲了部分性能来实现的,可能带来的性能损耗:

  1. 存取 arguments 对象要比存取命名参数要慢一些
  2. 老版本浏览器在 arguments.lengths 的实现相当慢(新版本浏览器忽略)
  3. fn.apply()fn.call() 要比直接调用 fn()
  4. 大量嵌套的作用域和闭包会带来开销,影响内存占用和作用域链查找速度

柯里化的应用

  • 利用柯里化制定约束条件,管控触发机制
  • 处理浏览器兼容(参数复用实现一次性判断)
  • 函数节流防抖(延迟执行)
  • ES5前bind方法的实现

一个应用例子:浏览器事件绑定的兼容处理

// 普通事件绑定函数
var addEvent = function(ele, type, fn, isCapture) {
    if(window.addEventListener) {
        ele.addEventListener(type, fn, isCapture)
    } else if(window.attachEvent) {

        ele.attachEvent("on" + type, fn)
    }
}
// 弊端:每次调用addEvent都会进行判断

// 柯里化事件绑定函数
var addEvent = (function() {
    if(window.addEventListener) {
        return function(ele, type, fn, isCapture) {
            ele.addEventListener(type, fn, isCapture)
        }
    } else if(window.attachEvent) {
        return function(ele, type, fn) {
             ele.attachEvent("on" + type, fn)
        }
    }
})()
// 优势:判断只执行一次,通过闭包保留了父级作用域的判断结果

秒懂反柯里化

先上公式,从来没有这么喜欢写公式,简明易懂。

// 反柯里化公式:
curryFn(a)(b)(c)(d) = fn(a, b, c, d);
curryFn(a) = fn(a);

看完公式,是不是似曾相识,这不就是我们日常敲码的普通函数么?没错的,函数柯里化就是把普通函数变成成一个复杂的函数,而反柯里化其就是柯里化的逆反,把复杂变得简单。

函数柯里化是把支持多个参数的函数变成接收单一参数的函数,并返回一个函数能接收处理剩余参数:fn(a,b,c,d) => fn(a)(b)(c)(d),而反柯里化就是把参数全部释放出来:fn(a)(b)(c)(d) => fn(a,b,c,d)

// 反柯里化:最简单的反柯里化(普通函数)
function add(a, b, c, d) {
    return a + b + c + d;
}

反思:为何要使用柯里化

函数柯里化是函数编程中的一个重要的基础,它为我们提供了一种编程的思维方式。显然,它让我们的函数处理变得复杂,代码调用方式并不直观,还加入了闭包,多层作用域嵌套,会有一些性能上的影响。

但在一些复杂的业务逻辑封装中,函数柯里化能够为我们提供更好的应对方案,让我们的函数更具自由度和灵活性。

实际开发中,如果你的逻辑处理相对复杂,不妨换个思维,用函数柯里化来实现,技能包不嫌多。
说到底,程序员就是解决问题的那群人。


写在结尾

本篇函数柯里化知识点的理解确实存在难度,暂时跳过这章也无妨,可以先了解再深入。耐得主寂寞的小伙伴回头多啃几遍,没准春季面试就遇到了。


参考文档:

系列更文请关注专栏:《前端进击的巨人》,不断更新中。。。

本文首发Github,期待Star!
https://github.com/ZengLingYong/blog

作者:以乐之名
本文原创,有不当的地方欢迎指出。转载请指明出处。
阅读 3.8k

推荐阅读
前端进击的巨人
用户专栏

前端进阶系列,从小白进阶大神

3958 人关注
17 篇文章
专栏主页