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 _.curry
- alert( 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。
现代 JavaScript 教程:开源的现代 JavaScript 从入门到进阶的优质教程。React 官方文档推荐,与 MDN 并列的 JavaScript 学习教程[3]。
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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