javascript教程:实现函数柯里化与反柯里化

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javascript教程:实现函数柯里化与反柯里化

郭生生 2019-09-10 11:21:50 浏览384
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下面来一起看看究竟什么是函数柯里化

维基百科的解释是:把接收多个参数的函数变换成接收一个单一参数(最初函数的第一个参数)的函数,并返回接受剩余的参数而且返回结果的新函数的技术。其由数学家Haskell Brooks Curry提出,并以curry命名。

概念往往都是干涩且难懂的,让我们用人话来解释就是:如果我们不确定这个函数有多少个参数,我们可以先给它传入一个参数,然后通过JS闭包来进行返回一个函数,内部函数接收除开第一个参数外的其余参数进行操作并输出,这个就是函数的柯里化;

举个小例子:

场景(需求):

众所周知程序员每天加班的时间还是比较多的,如果我们需要计算一个程序员每天的加班时间,那么我们的第一反应应该是这样;

var overtime=0;
function time(x){
return overtime+=x;
}
time(1); //1
time(2); //3
time(3); //6

上面的代码固然没有问题,可是需要每天调用都算加一下当天的时间,很麻烦,并且每调用一次函数都要进行一定的操作,如果数据量巨大,有可能会有影响性能的风险,那么有没有可以偷懒又能解决问题的办法呢?有的!

function time(x){
return function(y){
return x+y;
}
}
var times=time(0);
times(3);

但是上面代码依然存在问题,在实际开发中很多时候我们的参数是不确定的,上面代码虽然简单的实现了柯里化的基本操作,但是对于参数不确定的情况是处理不了的;所以存在着函数参数的局限性;不过我们从上面的代码中基本可以知道函数柯里化是个啥意思了;就是一个函数调用的时候只允许传入一个参数,然后通过闭包返回内部函数去处理和接收剩余参数,返回的函数通过闭包的方式记住了time的第一个参数;

我们再来把代码改造一下:

// 首先定义一个变量接收函数
var overtime = (function() {
//定义一个数组用来接收参数
var args = [];
//这里运用闭包,调用外部函数返回一个内部函数
return function() {
  //arguments是浏览器内置对象,专门用来接收参数
  //如果参数的长度为0即没有参数的时候
if(arguments.length === 0) {
    //定义变量用来累加
var time = 0;
    //循环累加,用i和args的长度进行比较
for (var i = 0, l = args.length; i < l; i++) {
    //进行累加操作 等价于time=time+args[i]
time += args[i];
}
    // 返回累加的结果
return time;
    //如果arguments对象参数长度不为零,即有参数的时候
}else {
    //定义的空数组添加arguments参数作为数组项,第一个参数古args作为改变this指向,第二个参数arguments把剩余参数作为数组形式添加至空数组中
[].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

代码经过我们的改造已经实现了功能,但是这不是一个函数柯里化的完整实现,那么我们要怎么完整实现呢?下面我们来介绍一种通用的实现方式:

通用的实现方式:

//定义方法currying,先传入一个参数
var currying=function(fn){
  //定义空数组装arguments对象的剩余参数
var args=[];
  //利用闭包返回一个函数处理剩余参数
return function (){
    //如果arguments的参数长度为0,即没有剩余参数
if(arguments.length===0){
    //执行上面方法
return fn.apply(this,args)
}
console.log(arguments)
  //如果arguments的参数长度不为0,即还有剩余参数
  //在数组的原型对象上添加数组,apply用来更改this的指向为args
  //将[].slice.call(arguments)的数组添加到原型数组上
Array.prototype.push.apply(args,[].slice.call(arguments))
//args.push([].slice.call(arguments))
console.log(args)
  //这里返回的arguments.callee是返回的闭包函数,callee是arguments对象里面的一个属性,用于返回正被执行的function对象
return arguments.callee
}
}
  //这里调用currying方法并传入add函数,结果会返回闭包内部函数
var s=currying(add);
  //调用闭包内部函数,当有参数的时候会将参数逐步添加到args数组中,待没有参数传入的时候直接调用
  //调用的时候支持链式操作
s(1)(2)(3)();
//也可以一次性传入多个参数
s(1,2,3);
console.log(s());

JS函数柯里化的优点:

1.可以延迟计算,即如果调用柯里化函数传入参数是不调用的,会将参数添加到数组中存储,等到没有参数传入的时候进行调用;

2.参数复用,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。

世间万物相对,有因必有果,当然了,有柯里化必然有反柯里化;
反柯里化(uncurrying)

从字面意思上来讲就是跟柯里化的意思相反;其实真正的反柯里化的作用是扩大适用范围,就是说当我们调用某个方法的时候,不需要考虑这个对象自身在设计的过程中有没有这个方法,只要这个方法适用于它,我们就可以使用;(这里引用的是动态语言中的鸭子类型的思想)

在学习JS反柯里化之前,我们先学习一下动态语言的鸭子类型思想,以助于我们更好的理解:

动态语言鸭子类型思想(维基百科解释):

在程序设计中,鸭子类型(duck typing)是动态类型的一种风格。

在这种风格中,一个对象有效的语义,不是由继承自特定的类或实现特定的接口,而是由当前方法和属性的集合决定。

这个概念的名字来源于由 James Whitcomb Riley 提出的鸭子测试,“鸭子测试”可以这样表述:

当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子,那么这只鸟就可以被称为鸭子。

理论上的解释往往干涩难懂,换成人话来说就是:你是你妈妈的儿子/女儿,不管你是否优秀,是否漂亮,只要你是你妈亲生的,那么你就是你妈的儿子/女儿;换成鸭子类型就是,只要你会呱呱叫,走起来像鸭子,只要你拥有的行为像鸭子,不管你是不是鸭子,那么你就可以被称为鸭子;

在Javascript中有很多鸭子类型的引用,比如我们在对一个变量进行赋值的时候,显然是不需要考虑对象的类型的,正是因为如此,Javascript才更加的灵活,所以Javascript是一门典型的动态类型语言;

我们来看一下反柯里化中是怎么引用鸭子类型的:

//函数原型对象上添加uncurring方法
Function.prototype.uncurring = function() {
//改变this的指向
//这里的this指向是Array.prototype.push
var self = this;
//这里的闭包用来返回内部函数的执行
return function() {
//创建一个变量,在数组的原型对象上添加shift上面删除第一个参数
//改变数组this的指向为arguments
var obj = Array.prototype.shift.call(arguments);
//最后返回执行并给方法改变指向为obj也就是arguments
// 并传入arguments作为参数
return self.apply(obj, arguments);
};
};
//数组原型对象上添加uncurrying方法
var push = Array.prototype.push.uncurring();
//测试一下
//匿名函数自执行
(function() {
//这里的push就是一个函数方法了
//相当于传入参数arguments和4两个参数,但是在上面shift方法中删除第一个参数,这里的arguments参数被截取了,所以最后实际上只传入了4
push(arguments, 4);
console.log(arguments); //[1, 2, 3, 4]
//匿名函数自调用并带入参数1,2,3
})(1, 2, 3)

到这里大家可以想一想arguments是一个接收参数的对象,里面是没有push方法的,那么arguments为什么能调用push方法呢?

这是因为代码var push = Array.prototype.push.uncurring();在数组的原型对象的push方法上添加了uncurring方法,然后在执行匿名函数的方法push(arguments, 4);时候实质上是在调用上面的方法在Function的原型对象上添加uncurring方法并返回一个闭包内部函数执行,在执行的过程中因为Array原型对象上的shift方法会把 push(arguments, 4);中的arguments截取,所以其实方法的实际调用是push(4),所以最终的结果才是[1,2,3,4]

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