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[译]借助函数完成可组合的数据类型(软件编写)(第十部分)

借助函数完成可组合的数据类型(软件编写)(第十部分)

Smoke Art Cubes to Smoke — MattysFlicks — (CC BY 2.0)
Smoke Art Cubes to Smoke — MattysFlicks — (CC BY 2.0)

(译注:该图是用 PS 将烟雾处理成方块状后得到的效果,参见 flickr。)

注意:这是 “软件编写” 系列文章的第十部分,该系列主要阐述如何在 JavaScript ES6+ 中从零开始学习函数式编程和组合化软件(compositional software)技术(译注:关于软件可组合性的概念,参见维基百科 Composability)。后续还有更多精彩内容,敬请期待!
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在 JavaScript 中,最简单的方式完成组合就是函数组合,并且一个函数只是一个你能够为之添加方法的对象。换言之,你可以这么做:

const t = value => {
  const fn = () => value;
  fn.toString = () => `t(${ value })`;
  return fn;
};

const someValue = t(2);
console.log(
  someValue.toString() // "t(2)"
);复制代码

这是一个返回数字类型实例的工厂函数 t。但是要注意,这些实例不是简单的对象,它们是函数,并且是可组合的函数。假定我们使用 t() 来完成求和任务,那么当我们组合若干个函数 t() 来求和也就是合情合理的。

首先,假定我们为 t() 确立了一些规则(==== 意味着 “等于”):

  • t(x)(t(0)) ==== t(x)
  • t(x)(t(1)) ==== t(x + 1)

在 JavaScript 中,你也可以通过我们创建好的 .toString() 方法进行比较:

  • t(x)(t(0)).toString() === t(x).toString()
  • t(x)(t(1)).toString() === t(x + 1).toString()

我们也能将上述代码翻译为一种简单的单元测试:

const assert = {
  same: (actual, expected, msg) => {
    if (actual.toString() !== expected.toString()) {
      throw new Error(`NOT OK: ${ msg }
        Expected: ${ expected }
        Actual:   ${ actual }
      `);
    }
    console.log(`OK: ${ msg }`);
  }
};

{
  const msg = 'a value t(x) composed with t(0) ==== t(x)';
  const x = 20;
  const a = t(x)(t(0));
  const b = t(x);
  assert.same(a, b, msg);
}
{
  const msg = 'a value t(x) composed with t(1) ==== t(x + 1)';
  const x = 20;
  const a = t(x)(t(1));
  const b = t(x + 1);
  assert.same(a, b, msg);
}复制代码

起初,测试会失败:

NOT OK: a value t(x) composed with t(0) ==== t(x)
        Expected: t(20)
        Actual:   20复制代码

但是我们经过下面 3 步能让测试通过:

  1. 将函数 fn 变为 add 函数,该函数返回 t(value + n)n 表示传入参数。
  2. 为函数 t 添加一个 .valueOf() 方法,使得新的 add() 函数能够接受 t() 返回的实例作为参数。 + 运算符会使用 n.valueOf() 的结果作为第二个操作数。
  3. 使用 Object.assign()toString().valueOf() 方法分配给 add() 函数

将 1 至 3 步综合起来得到:

const t = value => {
  const add = n => t(value + n);
  return Object.assign(add, {
    toString: () => `t(${ value })`,
    valueOf: () => value
  });
};复制代码

之后,测试便能通过:

"OK: a value t(x) composed with t(0) ==== t(x)"
"OK: a value t(x) composed with t(1) ==== t(x + 1)"复制代码

现在,你可以使用函数组合来组合 t() ,从而达到求和任务:

// 自顶向下的函数组合:
const pipe = (...fns) => x => fns.reduce((y, f) => f(y), x);
// 求和函数为 pipeline 传入需要的初始值
// curry 化的 pipeline 复用度更好,我们可以延迟传入任意的初始值
const sumT = (...fns) => pipe(...fns)(t(0));
sumT(
  t(2),
  t(4),
  t(-1)
).valueOf(); // 5复制代码

任何数据类型都适用

无论你的数据形态是什么样子的,只要它存在有意义的组合操作,上面的策略都能帮到你。对于列表或者字符串来说,组合能够完成连接操作。对于 DSP(数字信号处理)来说,组合完成的就是信号的求和。当然,其他的操作也能为你带来想要的结果。那么问题来了,哪种操作最能反映组合的观念?换言之,哪种操作能更受益于下面的代码组织方式:

const result = compose(
  value1,
  value2,
  value3
);复制代码

可组合的货币

Moneysafe 是一个实现了这个可组合的、函数式数据类型风格的开源库。JavaScript 的 Number 类型无法精确地表示美分的计算:

.1 + .2 === .3 // false复制代码

Moneysafe 通过将美元类型提升为美分类型解决了这个问题:

npm install --save moneysafe复制代码

之后:

import { $ } from 'moneysafe';
$(.1) + $(.2) === $(.3).cents; // true复制代码

ledger 语法利用了 Moneysafe 将一般的值提升为可组合函数的优势。它暴露一个简单的、称之为 ledger 的函数组合套件:

import { $ } from 'moneysafe';
import { $$, subtractPercent, addPercent } from 'moneysafe/ledger';
$$(
  $(40),
  $(60),
  // 减去折扣
  subtractPercent(20),
  // 上税
  addPercent(10)
).$; // 88复制代码

该函数的返回值类型是提升后 money 类型。该返回值暴露一个 .$ getter 方法,这个 getter 能够将内部的浮点美分值四舍五入为美元。

该结果是执行 ledger 风格的金币计算一个直观反映。

测试一下你是否真的懂了

克隆 Moneysafe 仓库:

git clone git@github.com:ericelliott/moneysafe.git复制代码

执行安装过程:

npm install复制代码

运行单元测试,监控控制台输出。所有的用例都会通过:

npm run watch复制代码

打开一个新的终端,删除 moneysafe 的实现:

rm source/moneysafe.js && touch source/moneysafe.js复制代码

回到之前的终端窗口,你将会看到一个错误。

你现在的任务是利用单元测试输出及文档的帮助,从头实现 moneysafe.js 并通过所有测试。

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接下来

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跟着 Eric Elliott 学 Javacript,机不可失时不再来!

Eric Elliott“编写 JavaScript 应用” (O’Reilly) 以及 “跟着 Eric Elliott 学 Javascript” 两书的作者。他为许多公司和组织作过贡献,例如 Adobe SystemsZumba FitnessThe Wall Street JournalESPNBBC 等 , 也是很多机构的顶级艺术家,包括但不限于 UsherFrank Ocean 以及 Metallica

大多数时间,他都在 San Francisco Bay Area,同这世上最美丽的女子在一起。


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