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@gyyin 2022-06-22T23:21:29.000000Z 字数 6666 阅读 284

JavaScript 函数的高级应用

慕课专栏


前言

这节课属于 JavaScript 中函数的高级应用。随着 React/Redux 的火热,函数式编程也逐渐被带入了前端的应用领域,甚至还诞生了 elm、ClojureScript 等基于 JavaScript 的函数式语言。熟练掌握这节课的内容,对后续学习函数式编程会有一定帮助。

1. 高阶函数

高阶函数也是函数式编程中的一个概念,使用范围比较广泛。在现在很火的 React 中,高阶组件就是基于高阶函数发展而来。
先看一下高阶函数的定义:

高阶函数,又称算子(运算符)或泛函,包含多于一个箭头的函数。
在数学和计算机科学中,高阶函数是至少满足下列一个条件的函数:
1. 接受一个或多个函数作为输入
2. 输出一个函数

举一个简单的例子:

  1. const add = function(x, y, f) {
  2. return f(x) + f(y);
  3. }

这个 add 函数就是一个高阶函数,它接收了另一个 f 函数。
而在 ES5 中出现的 forEachmapsomeevery 等函数也属于高阶函数,他们都接收了一个匿名函数作为参数:

  1. const arr = [1, 2, 3];
  2. const iterator = function(item, index) {
  3. console.log(item);
  4. }
  5. arr.forEach(iterator);

2. 偏函数

下面是维基百科对偏函数 (Partial application) 的定义:

In computer science, partial application (or partial function application) refers to the process of fixing a number of arguments to a function, producing another function of smaller arity.

翻译一下,意思就是在计算机科学中,部分应用程序(或者部分功能应用程序)是指固定一个函数的一些参数,然后产生另一个更小元的函数。

那么什么是元呢?元就是函数参数的个数,比如带有两个参数的函数被称为二元函数。

偏函数是函数式编程中的一部分,使用偏函数可以冻结那些预先确定的参数来缓存函数参数。在运行的时候,当获得需要的剩余参数后,可以将他们解冻,传递到最终的参数中,从而使用最终确定的所有参数去调用函数。

简单来说就是,把一个函数的某些参数给固定住(也就是设置默认值),返回一个新的函数,调用这个新函数会更简单。

举个比较简单的例子,下面的 sum_add_1 就是一个偏函数。

  1. function sum(a, b) {
  2. return a + b;
  3. }
  4. // 正确调用
  5. sum(2, 3); // 5
  6. const sum_add_1 = partial(sum, 1);
  7. sum_add_1(2); // 3
  8. sum_add_1(3); // 4

那么怎么实现这个 partial 方法呢?实际上使用原生的 bind 方法就能产生一个偏函数。

  1. const sum_add_1 = sum.bind(null, 1);

可是 bind 函数中一般需要传入上下文给第一个参数,我们这里可以实现一个无关上下文的 partial 函数。
由于 partial 函数执行后返回了一个新的函数,那么它一定是个高阶函数。可以考虑如下实现:

  1. const partial = (func, ...args) => {
  2. return (...rest) => {
  3. return func.apply(this, [...args, ...rest])
  4. }
  5. }

3. 柯里化

在 JS 的函数式编程中,柯里化是一个很重要的概念,这个概念在我们实际开发中也经常会用到。

3.1 定义

函数柯里化的意思就是你可以一次传很多参数给 curry 函数,也可以分多次传递,curry 函数每次都会返回一个函数去处理剩下的参数,一直到返回最后的结果。

这里还是举几个例子来说明一下:

3.2 柯里化求和函数

  1. // 普通方式
  2. var add1 = function(a, b, c){
  3. return a + b + c;
  4. }
  5. // 柯里化
  6. var add2 = function(a) {
  7. return function(b) {
  8. return function(c) {
  9. return a + b + c;
  10. }
  11. }
  12. }

这里每次传入参数都会返回一个新的函数,这样一直执行到最后一次返回 a+b+c 的值。
但是这种实现还是有问题的,这里只有三个参数,如果哪天产品经理告诉我们需要改成100次?我们就重新写100次?这很明显不符合开闭原则,所以我们需要对函数进行一次修改。

  1. var add = function() {
  2. var _args = [];
  3. return function() {
  4. if(arguments.length === 0) {
  5. return _args.reduce(function(a, b) {
  6. return a + b;
  7. })
  8. }
  9. [].push.apply(_args, arguments);
  10. return arguments.callee;
  11. }
  12. }
  13. var sum = add();
  14. sum(100, 200)(300);
  15. sum(400);
  16. sum(); // 1000

我们通过判断下一次是否传进来参数来决定函数是否运行,如果继续传进了参数,那我们继续把参数都保存起来,等运行的时候全部一次性运行,这样我们就初步完成了一个柯里化的函数。

3.3 通用柯里化函数

这里只是一个求和的函数,如果换成求乘积呢?我们是不是又需要重新写一遍?仔细观察一下我们的 add 函数,如果我们将if里面的代码换成一个函数执行代码,是不是就可以变成一个通用函数了?

  1. var curry = function(fn) {
  2. var _args = [];
  3. return function() {
  4. if(arguments.length === 0) {
  5. return fn.apply(fn, _args);
  6. }
  7. [].push.apply(_args, arguments);
  8. return arguments.callee;
  9. }
  10. }
  11. var multi = function() {
  12. return [].reduce.call(arguments, function(a, b) {
  13. return a + b;
  14. })
  15. }
  16. var add = curry(multi);
  17. add(100, 200, 300)(400);
  18. add(1000);
  19. add(); // 2000

在之前的方法上面,我们进行了扩展,这样我们就已经实现了一个比较通用的柯里化函数了。
也许你想问,我不想每次都使用那个丑陋的括号结尾怎么办?

  1. var curry = function(fn) {
  2. var len = fn.length,
  3. args = [];
  4. return function() {
  5. Array.prototype.push.apply(args, arguments)
  6. var argsLen = args.length;
  7. if(argsLen < len) {
  8. return arguments.callee;
  9. }
  10. return fn.apply(fn, args);
  11. }
  12. }
  13. var add = function(a, b, c) {
  14. return a + b + c;
  15. }
  16. var adder = curry(add)
  17. adder(1)(2)(3)

这里根据函数 fn 的参数数量进行判断,直到传入的数量等于 fn 函数需要的参数数量才会返回 fn 函数的最终运行结果,和上面那种方法原理其实是一样的,但是这两种方式都太依赖参数数量了。
我在简书还看到别人的另一种递归实现方法,实现思路和我类似。

  1. // 简单实现,参数只能从右到左传递
  2. function createCurry(func, args) {
  3. var arity = func.length;
  4. var args = args || [];
  5. return function() {
  6. var _args = [].slice.call(arguments);
  7. [].push.apply(_args, args);
  8. // 如果参数个数小于最初的func.length,则递归调用,继续收集参数
  9. if (_args.length < arity) {
  10. return createCurry.call(this, func, _args);
  11. }
  12. // 参数收集完毕,则执行func
  13. return func.apply(this, _args);
  14. }
  15. }

这里是对参数个数进行了计算,如果需要无限参数怎么办?比如下面这种场景。

  1. add(1)(2)(3)(2);
  2. add(1, 2, 3, 4, 5);

这里主要有一个知识点,那就是函数的隐式转换,涉及到 toStringvalueOf 两个方法,如果直接对函数进行计算,那么会先把函数转换为字符串,之后再参与到计算中,利用这两个方法我们可以对函数进行修改。

  1. var num = function() {
  2. }
  3. num.toString = num.valueOf = function() {
  4. return 10;
  5. }
  6. var anonymousNum = (function() { // 10
  7. return num;
  8. }())

经过修改,我们的函数最终版是这样的。

  1. var curry = function(fn) {
  2. var func = function() {
  3. var _args = [].slice.call(arguments, 0);
  4. var func1 = function() {
  5. [].push.apply(_args, arguments)
  6. return func1;
  7. }
  8. func1.toString = func1.valueOf = function() {
  9. return fn.apply(fn, _args);
  10. }
  11. return func1;
  12. }
  13. return func;
  14. }
  15. var add = function() {
  16. return [].reduce.call(arguments, function(a, b) {
  17. return a + b;
  18. })
  19. }
  20. var adder = curry(add)
  21. adder(1)(2)(3)

那么我们说了那么多,柯里化究竟有什么用呢?

3.4 预加载

在很多场景下,我们需要的函数参数很可能有一部分一样,这个时候再重复写就比较浪费了,我们提前加载好一部分参数,再传入剩下的参数,这里主要是利用了闭包的特性,通过闭包可以保持着原有的作用域。

  1. var match = curry(function(what, str) {
  2. return str.match(what);
  3. });
  4. match(/\s+/g, "hello world");
  5. // [ ' ' ]
  6. match(/\s+/g)("hello world");
  7. // [ ' ' ]
  8. var hasSpaces = match(/\s+/g);
  9. // function(x) { return x.match(/\s+/g) }
  10. hasSpaces("hello world");
  11. // [ ' ' ]
  12. hasSpaces("spaceless");
  13. // null

上面例子中,使用 `hasSpaces 函数来保存正则表达式规则,这样可以有效的实现参数的复用。

3.5 动态创建函数

这个其实也是一种惰性函数的思想,我们可以提前执行判断条件,通过闭包将其保存在有效的作用域中,来看一种我们平时写代码常见的场景。

  1. var addEvent = function(el, type, fn, capture) {
  2. if (window.addEventListener) {
  3. el.addEventListener(type, function(e) {
  4. fn.call(el, e);
  5. }, capture);
  6. } else if (window.attachEvent) {
  7. el.attachEvent("on" + type, function(e) {
  8. fn.call(el, e);
  9. });
  10. }
  11. };

在这个例子中,我们每次调用 addEvent 的时候都会重新进行if语句进行判断,但是实际上浏览器的条件不可能会变化,你判断一次和判断N次结果都是一样的,所以这个可以将判断条件提前加载。

  1. var addEventHandler = function(){
  2. if (window.addEventListener) {
  3. return function(el, sType, fn, capture) {
  4. el.addEventListener(sType, function(e) {
  5. fn.call(el, e);
  6. }, (capture));
  7. };
  8. } else if (window.attachEvent) {
  9. return function(el, sType, fn, capture) {
  10. el.attachEvent("on" + sType, function(e) {
  11. fn.call(el, e);
  12. });
  13. };
  14. }
  15. }
  16. var addEvent = addEventHandler();
  17. addEvent(document.body, "click", function() {}, false);
  18. addEvent(document.getElementById("test"), "click", function() {}, false);

但是这样做还是有一种缺点,因为我们无法判断程序中是否使用了这个方法,但是依然不得不在文件顶部定义一下 addEvent,这样其实浪费了资源,这里有一种更好的解决方法。

  1. var addEvent = function(el, sType, fn, capture){
  2. if (window.addEventListener) {
  3. addEvent = function(el, sType, fn, capture) {
  4. el.addEventListener(sType, function(e) {
  5. fn.call(el, e);
  6. }, (capture));
  7. };
  8. } else if (window.attachEvent) {
  9. addEvent = function(el, sType, fn, capture) {
  10. el.attachEvent("on" + sType, function(e) {
  11. fn.call(el, e);
  12. });
  13. };
  14. }
  15. }

addEvent 函数里面对其重新赋值,这样既解决了每次运行都要判断的问题,又解决了必须在作用域顶部执行一次造成浪费的问题。

4. 反柯里化

上面我们介绍过函数柯里化,从字面意思上来理解,反柯里化恰恰和柯里化相反,是为了扩大适用范围,创建一个应用范围更广的函数。使本来只有特定对象才适用的方法,扩展到更多的对象。
看下面一个例子,我们给函数增加一个反柯里化的方法。

  1. Function.prototype.unCurry = function() {
  2. const self = this;
  3. return function() {
  4. return Function.prototype.call.apply(self, arguments);
  5. }
  6. }

通过反柯里化方法,甚至可以让对象使用数组的 push 方法:

  1. const obj = {};
  2. const push = Array.prototype.push.unCurry();
  3. push(obj, 1, 2, 3);
  4. console.log(obj); // { 0: 1, 1: 2, 2: 3}

但是直接在函数原型上面修改不太好,这里可以实现一个更加通用的反柯里化方法。

  1. const unCurry= function(fn) {
  2. return function(target, ...rest) {
  3. return fn.apply(target, rest);
  4. }
  5. };

使用方法和原来的类似:

  1. const obj = {};
  2. const push = unCurry(Array.prototype.push);
  3. push(obj, 1, 2, 3);
  4. console.log(obj); // { 0: 1, 1: 2, 2: 3}

简单理解,柯里化就是对高阶函数进行降阶处理,而反柯里化增加反过来扩大使用范围。

  1. // 柯里化
  2. function(a)(b) -> function(a)(b)
  3. // 反柯里化
  4. target.func(a, b) -> unCurry(func)(target, a, b)

反柯里化的好处就是将原本只有 target 能使用的方法借了出来,可以给更多对象来使用。
我们在开发中,经常会借用 Object.prototype.toString 来检测一个变量的类型,这也是反柯里化的用法之一。

  1. const num = 1,
  2. str = '2',
  3. obj = {},
  4. arr = [],
  5. nul = null;
  6. const toString = unCurry(Object.prototype.toString.call);
  7. toString.call(nul); // "[object Null]"
  8. toString.call(num); // "[object Number]"
  9. toString.call(str); // "[object String]"
  10. toString.call(arr); // "[object Array]"

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  1. 高阶函数
  2. 偏函数
  3. Javascript偏函数与柯里化
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