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大佬,JavaScript 柯里化,了解一下?

简介

柯里化从何而来

柯里化, 即 Currying 的音译。 Currying 是编译原理层面实现多参函数的一个技术。

在说JavaScript 中的柯里化前,可以聊一下原始的 Currying 是什么,又从何而来。

在编码过程中,身为码农的我们本质上所进行的工作就是——将复杂问题分解为多个可编程的小问题。

Currying 为实现多参函数提供了一个递归降解的实现思路——把接受多个参数的函数变换成接受一个单一参数(最初函数的第一个参数)的函数,并且返回接受余下的参数而且返回结果的新函数,在某些编程语言中(如 Haskell),是通过 Currying 技术支持多参函数这一语言特性的。

所以 Currying 原本是一门编译原理层面的技术,用途是实现多参函数

柯里化去向哪里

在 Haskell 中,函数作为一等公民,Currying 从编译原理层面的技术应运而成了一个语言特性。 在语言特性层面,Currying 是什么?

在《Mostly adequate guide》一书中,这样总结了 Currying ——只传递给函数一部分参数来调用它,让它返回一个函数去处理剩下的参数

所以 Currying 是应函数式编程而生,在有了 Currying 后,大家再去探索去发掘了它的用途及意义。 然后因为这些用途和意义,大家才积极地将它扩展到其他编程语言中。

在 JavaScript 中实现 Currying

为了实现只传递给函数一部分参数来调用它,让它返回一个函数去处理剩下的参数这句话所描述的特性。 我们先写一个实现加法的函数 add

function add (x, y) {

  return (x + y)

}
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现在我们直接实现一个被 Curryingadd 函数,该函数名为 curriedAdd,则根据上面的定义,curriedAdd 需要满足以下条件:

curriedAdd(1)(3) === 4

// true

var increment = curriedAdd(1)

increment(2) === 3

// true

var addTen = curriedAdd(10)

addTen(2) === 12

// true
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满足以上条件的 curriedAdd 的函数可以用以下代码段实现:

function curriedAdd (x) {

  return function(y) {

    return x + y

  }
}
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当然以上实现是有一些问题的:它并不通用,并且我们并不想通过重新编码函数本身的方式来实现 Currying 化。

但是这个 curriedAdd 的实现表明了实现 Currying 的一个基础 —— Currying 延迟求值的特性需要用到 JavaScript 中的作用域——说得更通俗一些,我们需要使用作用域来保存上一次传进来的参数。

curriedAdd 进行抽象,可能会得到如下函数 currying


function currying (fn, ...args1) {

    return function (...args2) {

        return fn(...args1, ...args2)

    }
}

var increment = currying(add, 1)

increment(2) === 3

// true

var addTen = currying(add, 10)

addTen(2) === 12

// true
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在此实现中,currying 函数的返回值其实是一个接收剩余参数并且立即返回计算值的函数。即它的返回值并没有自动被 Currying化 。所以我们可以通过递归来将 currying 的返回的函数也自动 Currying 化。

function trueCurrying(fn, ...args) {

    if (args.length >= fn.length) {

        return fn(...args)

    }

    return function (...args2) {

        return trueCurrying(fn, ...args, ...args2)

    }
}
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以上函数很简短,但是已经实现 Currying 的核心思想了。JavaScript 中的常用库 Lodash 中的 curry 方法,其核心思想和以上并没有太大差异——比较多次接受的参数总数与函数定义时的入参数量,当接受参数的数量大于或等于被 Currying 函数的传入参数数量时,就返回计算结果,否则返回一个继续接受参数的函数。

Lodash 中实现 Currying 的代码段较长,因为它考虑了更多的事情,比如绑定 this 变量等。在此处就不直接贴出 Lodash 中的代码段,感兴趣的同学可以去看看看 Lodash 源码,比较一下这两种实现会导致什么样的差异。

然而 Currying 的定义和实现都不是最重要的,本文想要阐述的重点是:它能够解决编码和开发当中怎样的问题,以及在面对不同的问题时,选择一个合适的 Currying,来最恰当的解决问题

Currying 使用场景

参数复用

固定不变的参数,实现参数复用是 Currying 的主要用途之一。

上文中的increment, addTen是一个参数复用的实例。对add方法固定第一个参数为 10 后,改方法就变成了一个将接受的变量值加 10 的方法。

延迟执行

延迟执行也是 Currying 的一个重要使用场景,同样 bind 和箭头函数也能实现同样的功能。

在前端开发中,一个常见的场景就是为标签绑定 onClick 事件,同时考虑为绑定的方法传递参数。

以下列出了几种常见的方法,来比较优劣:

  1. 通过 data 属性

    <div data-name="name" onClick={handleOnClick} />
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    通过 data 属性本质只能传递字符串的数据,如果需要传递复杂对象,只能通过 JSON.stringify(data) 来传递满足 JSON 对象格式的数据,但对更加复杂的对象无法支持。(虽然大多数时候也无需传递复杂对象)

  2. 通过bind方法

    <div onClick={handleOnClick.bind(null, data)} />
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    bind 方法和以上实现的 currying 方法,在功能上有极大的相似,在实现上也几乎差不多。可能唯一的不同就是 bind 方法需要强制绑定 context,也就是 bind 的第一个参数会作为原函数运行时的 this 指向。而 currying 不需要此参数。所以使用 currying 或者 bind 只是一个取舍问题。

  3. 箭头函数

    <div onClick={() => handleOnClick(data))} />
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    箭头函数能够实现延迟执行,同时也不像 bind 方法必需指定 context。可能唯一需要顾虑的就是在 react 中,会有人反对在 jsx 标签内写箭头函数,这样子容易导致直接在 jsx 标签内写业务逻辑。

  4. 通过currying

    <div onClick={currying(handleOnClick, data)} />
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性能对比

通过 jsPerf 测试四种方式的性能,结果为:箭头函数>bind>currying>trueCurrying

currying 函数相比 bind 函数,其原理相似,但是性能相差巨大,其原因是 bind 由浏览器实现,运行效率有加成。

从这个结果看 Currying 性能无疑是最差的,但是另一方面就算最差的 trueCurrying 的实现,也能在本人的个人电脑上达到 50w Ops/s 的情况下,说明这些性能是无需在意的。

trueCurrying 方法中实现的自动 Currying 化,是另外三个方法所不具备的。

到底需不需要 Currying

为什么需要 Currying

  1. 为了多参函数复用性

    Currying 让人眼前一亮的地方在于,让人觉得函数还能这样子复用。

    通过一行代码,将 add 函数转换为 increment,addTen 等。

    对于 Currying 的复杂实现中,以 Lodash 为列,提供了 placeholder 的神奇操作。对多参函数的复用玩出花样。

    import _ from 'loadsh'
    
    function abc (a, b, c) {
      return [a, b, c];
    }
    
    var curried = _.curry(abc)
    
    // Curried with placeholders.
    curried(1)(_, 3)(2)
    // => [1, 2, 3]
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  2. 为函数式编程而生

    Currying 是为函数式而生的东西。应运着有一整套函数式编程的东西,纯函数composecontainer等等事物。(可阅读《mostly-adequate-guide》

    假如要写 Pointfree Javascript 风格的代码,那么Currying是不可或缺的。

    要使用 compose,要使用 container 等事物,我们也需要 Currying。

为什么不需要 Currying

  1. Currying 的一些特性有其他解决方案

    如果我们只是想提前绑定参数,那么我们有很多好几个现成的选择,bind,箭头函数等,而且性能比Curring更好。

  2. Currying 陷于函数式编程

    在本文中,提供了一个 trueCurrying 的实现,这个实现也是最符合 Currying 定义的,也提供 了bind,箭头函数等不具备的“新奇”特性——可持续的 Currying(这个词是本人临时造的)。

    但是这个“新奇”特性的应用并非想象得那么广泛。

    其原因在于,Currying 是函数式编程的产物,它生于函数式编程,也服务于函数式编程。

    而 JavaScript 并非真正的函数式编程语言,相比 Haskell 等函数式编程语言,JavaScript 使用 Currying 等函数式特性有额外的性能开销,也缺乏类型推导。

    从而把 JavaScript 代码写得符合函数式编程思想和规范的项目都较少,从而也限制了 Currying 等技术在 JavaScript 代码中的普遍使用。

    假如我们还没有准备好去写函数式编程规范的代码,仅需要在 JSX 代码中提前绑定一次参数,那么 bind 或箭头函数就足够了。

结论

  1. Currying 在 JavaScript 中是“低性能”的,但是这些性能在绝大多数场景,是可以忽略的。
  2. Currying 的思想极大地助于提升函数的复用性。
  3. Currying 生于函数式编程,也陷于函数式编程。假如没有准备好写纯正的函数式代码,那么 Currying 有更好的替代品。
  4. 函数式编程及其思想,是值得关注、学习和应用的事物。所以在文末再次安利 JavaScript 程序员阅读此书 —— 《mostly-adequate-guide》

参考链接

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