怎樣用Javascript實現函數柯里化與反柯里化
函數柯里化(黑人問號臉)???Currying(黑人問號臉)???妥妥的中式翻譯既視感;下面來一起看看究竟什么是函數柯里化:
維基百科的解釋是:把接收多個參數的函數變換成接收一個單一參數(最初函數的第一個參數)的函數,并返回接受剩余的參數而且返回結果的新函數的技術。其由數學家Haskell Brooks Curry提出,并以curry命名。
概念往往都是干澀且難懂的,讓我們用人話來解釋就是:如果我們不確定這個函數有多少個參數,我們可以先給它傳入一個參數,然后通過JS閉包(如若不懂JS閉包,請先學習閉包知識點再來學習本篇博文https://www.cnblogs.com/dengyao-blogs/p/11475575.html)來進行返回一個函數,內部函數接收除開第一個參數外的其余參數進行操作并輸出,這個就是函數的柯里化;
舉個小例子:
場景(需求):
眾所周知程序員每天加班的時間還是比較多的,如果我們需要計算一個程序員每天的加班時間,那么我們的第一反應應該是這樣;
var overtime=0;function time(x){ return overtime+=x;}time(1); //1time(2); //3time(3); //6
上面的代碼固然沒有問題,可是需要每天調用都算加一下當天的時間,很麻煩,并且每調用一次函數都要進行一定的操作,如果數據量巨大,有可能會有影響性能的風險,那么有沒有可以偷懶又能解決問題的辦法呢?有的!
function time(x){ return function(y){return x+y; } }var times=time(0);times(3);
但是上面代碼依然存在問題,在實際開發中很多時候我們的參數是不確定的,上面代碼雖然簡單的實現了柯里化的基本操作,但是對于參數不確定的情況是處理不了的;所以存在著函數參數的局限性;不過我們從上面的代碼中基本可以知道函數柯里化是個啥意思了;就是一個函數調用的時候只允許傳入一個參數,然后通過閉包返回內部函數去處理和接收剩余參數,返回的函數通過閉包的方式記住了time的第一個參數;
我們再來把代碼改造一下:
// 首先定義一個變量接收函數var overtime = (function() {//定義一個數組用來接收參數 var args = [];//這里運用閉包,調用外部函數返回一個內部函數 return function() {//arguments是瀏覽器內置對象,專門用來接收參數//如果參數的長度為0即沒有參數的時候 if(arguments.length === 0) {//定義變量用來累加 var time = 0;//循環累加,用i和args的長度進行比較 for (var i = 0, l = args.length; i < l; i++) {//進行累加操作 等價于time=time+args[i]time += args[i]; }// 返回累加的結果 return time;//如果arguments對象參數長度不為零,即有參數的時候 }else {//定義的空數組添加arguments參數作為數組項,第一個參數古args作為改變this指向,第二個參數arguments把剩余參數作為數組形式添加至空數組中 [].push.apply(args, arguments); } }})();overtime(3.5); // 第一天overtime(4.5); // 第二天overtime(2.1); // 第三天//...console.log( overtime() ); // 10.1
代碼經過我們的改造已經實現了功能,但是這不是一個函數柯里化的完整實現,那么我們要怎么完整實現呢?下面我們來介紹一種通用的實現方式:
//定義方法currying,先傳入一個參數var currying=function(fn){//定義空數組裝arguments對象的剩余參數 var args=[];//利用閉包返回一個函數處理剩余參數 return function (){//如果arguments的參數長度為0,即沒有剩余參數 if(arguments.length===0){//執行上面方法//這里的this指向下面的s,類似于s(),代表參數長度為0的時候直接調用函數 return fn.apply(this,args) } console.log(arguments)//如果arguments的參數長度不為0,即還有剩余參數//在數組的原型對象上添加數組,apply用來更改this的指向為args//將[].slice.call(arguments)的數組添加到原型數組上//這里的[].slice.call(arguments)===Array.prototype.slice.call(arguments)實質上就是將arguments對象轉成數組并具有slice功能 Array.prototype.push.apply(args,[].slice.call(arguments)) //args.push([].slice.call(arguments)) console.log(args)//這里返回的arguments.callee是返回的閉包函數,callee是arguments對象里面的一個屬性,用于返回正被執行的function對象 return arguments.callee }}//這里調用currying方法并傳入add函數,結果會返回閉包內部函數 var s=currying(add);//調用閉包內部函數,當有參數的時候會將參數逐步添加到args數組中,待沒有參數傳入的時候直接調用//調用的時候支持鏈式操作 s(1)(2)(3)();//也可以一次性傳入多個參數 s(1,2,3); console.log(s());
JS函數柯里化的優點:
可以延遲計算,即如果調用柯里化函數傳入參數是不調用的,會將參數添加到數組中存儲,等到沒有參數傳入的時候進行調用; 參數復用,當在多次調用同一個函數,并且傳遞的參數絕大多數是相同的,那么該函數可能是一個很好的柯里化候選。世間萬物相對,有因必有果,當然了,有柯里化必然有反柯里化;
反柯里化(uncurrying),從字面意思上來講就是跟柯里化的意思相反;其實真正的反柯里化的作用是擴大適用范圍,就是說當我們調用某個方法的時候,不需要考慮這個對象自身在設計的過程中有沒有這個方法,只要這個方法適用于它,我們就可以使用;(這里引用的是動態語言中的鴨子類型的思想)
在學習JS反柯里化之前,我們先學習一下動態語言的鴨子類型思想,以助于我們更好的理解:
動態語言鴨子類型思想(維基百科解釋):
在程序設計中,鴨子類型(duck typing)是動態類型的一種風格。
在這種風格中,一個對象有效的語義,不是由繼承自特定的類或實現特定的接口,而是由當前方法和屬性的集合決定。
這個概念的名字來源于由 James Whitcomb Riley 提出的鴨子測試,“鴨子測試”可以這樣表述:
當看到一只鳥走起來像鴨子、游泳起來像鴨子、叫起來也像鴨子,那么這只鳥就可以被稱為鴨子。
理論上的解釋往往干澀難懂,換成人話來說就是:你是你媽媽的兒子/女兒,不管你是否優秀,是否漂亮,只要你是你媽親生的,那么你就是你媽的兒子/女兒;換成鴨子類型就是,只要你會呱呱叫,走起來像鴨子,只要你擁有的行為像鴨子,不管你是不是鴨子,那么你就可以被稱為鴨子;
在Javascript中有很多鴨子類型的引用,比如我們在對一個變量進行賦值的時候,顯然是不需要考慮變量的類型的,正是因為如此,Javascript才更加的靈活,所以Javascript是一門典型的動態類型語言;
我們來看一下反柯里化中是怎么引用鴨子類型的:
//函數原型對象上添加uncurring方法Function.prototype.uncurring = function() {//改變this的指向 //這里的this指向是Array.prototype.push var self = this; //這里的閉包用來返回內部函數的執行 return function() { //創建一個變量,在數組的原型對象上添加shift上面刪除第一個參數 //改變數組this的指向為arguments var obj = Array.prototype.shift.call(arguments); //最后返回執行并給方法改變指向為obj也就是arguments // 并傳入arguments作為參數 return self.apply(obj, arguments); };};//數組原型對象上添加uncurrying方法var push = Array.prototype.push.uncurring();//測試一下//匿名函數自執行(function() { //這里的push就是一個函數方法了 //相當于傳入參數arguments和4兩個參數,但是在上面shift方法中刪除第一個參數,這里的arguments參數被截取了,所以最后實際上只傳入了4 push(arguments, 4); console.log(arguments); //[1, 2, 3, 4]//匿名函數自調用并帶入參數1,2,3})(1, 2, 3)
到這里大家可以想一想arguments是一個接收參數的對象,里面是沒有push方法的,那么arguments為什么能調用push方法呢?
這是因為代碼var push = Array.prototype.push.uncurring();在數組的原型對象的push方法上添加了uncurring方法,然后在執行匿名函數的方法push(arguments, 4);時候實質上是在調用上面的方法在Function的原型對象上添加uncurring方法并返回一個閉包內部函數執行,在執行的過程中因為Array原型對象上的shift方法會把push(arguments, 4);中的arguments截取,所以其實方法的實際調用是push(4),所以最終的結果才是[1,2,3,4]
在《JavaScript設計模式與開發實踐》一書中,JS函數的反柯里化的案例是這樣寫的:
//定義一個對象var obj = { 'length':1, '0':1}//在Function原型對象定義方法uncurryingFunction.prototype.uncurrying = function() { //this指向Array.prototype.push var self = this; //閉包返回一個內部函數 return function() { // 這里可以拆開理解 //首先執行apply return //Function.prototype.call(Array.prototype.push[obj,2]) //然后Array.prototype.push.call(obj,2) //call改變指向 obj.push(2) //所以最后結果就是 {0: 1, 1: 2, length: 2}return Function.prototype.call.apply(self, arguments);}}//在var push = Array.prototype.push.uncurrying()push(obj, 2) console.log(obj);//{0: 1, 1: 2, length: 2}
上面的方式不好理解?沒關系,咱們來個好理解的:
Function.prototype.unCurrying = function () { var self = this; return function () {//[].slice.call(arguments,1)===Array.prototype.push.slice.call(arguments,1)===arguments.slice(1)return self.apply(arguments[0], [].slice.call(arguments, 1)); };};var push = Array.prototype.push.uncurrying()console.log(push);push(obj,2) //{0: 1, 1: 2, length: 2}console.log(obj);
分析一下:
1、首先在Function原型對象上添加uncurrying方法,這樣所有的Function都可以借用;
2、返回一個閉包內部函數
3、閉包函數返回的結果中返回的是調用方法,self指向Array.prototype.push,apply方法中第一個參數是更改指向,對應下面push(obj,2)相當于更改指向為obj.push(2)
4、apply方法中第二個參數的call方法是更改指向為arguments,并且arguments中能使用slice方法,等于arguments.slice(1)
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