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javascript實現函數柯里化與反柯里化過程解析

 更新時間:2019-10-08 14:01:52   作者:佚名   我要評論(0)

函數柯里化(黑人問號臉)???Currying(黑人問號臉)???妥妥的中式翻譯既視感;下面來一起看看究竟什么是函數柯里化:
維基百科的解釋是:把接收多個參

函數柯里化(黑人問號臉)???Currying(黑人問號臉)???妥妥的中式翻譯既視感;下面來一起看看究竟什么是函數柯里化:

維基百科的解釋是:把接收多個參數的函數變換成接收一個單一參數(最初函數的第一個參數)的函數,并返回接受剩余的參數而且返回結果的新函數的技術。其由數學家Haskell Brooks Curry提出,并以curry命名。

概念往往都是干澀且難懂的,讓我們用人話來解釋就是:如果我們不確定這個函數有多少個參數,我們可以先給它傳入一個參數,然后通過JS閉包(如若不懂JS閉包,請先學習閉包知識點再來學習本篇博文https://www.jb51.net/article/171398.htm)來進行返回一個函數,內部函數接收除開第一個參數外的其余參數進行操作并輸出,這個就是函數的柯里化;

舉個小例子:

場景(需求):

眾所周知程序員每天加班的時間還是比較多的,如果我們需要計算一個程序員每天的加班時間,那么我們的第一反應應該是這樣;

var overtime=0;
function time(x){
  return overtime+=x;
}

time(1); //1
time(2); //3
time(3); //6

上面的代碼固然沒有問題,可是需要每天調用都算加一下當天的時間,很麻煩,并且每調用一次函數都要進行一定的操作,如果數據量巨大,有可能會有影響性能的風險,那么有沒有可以偷懶又能解決問題的辦法呢?有的!

function time(x){
 return function(y){
    return x+y;
  }   
}

var times=time(0);
times(3);

但是上面代碼依然存在問題,在實際開發中很多時候我們的參數是不確定的,上面代碼雖然簡單的實現了柯里化的基本操作,但是對于參數不確定的情況是處理不了的;所以存在著函數參數的局限性;不過我們從上面的代碼中基本可以知道函數柯里化是個啥意思了;就是一個函數調用的時候只允許傳入一個參數,然后通過閉包返回內部函數去處理和接收剩余參數,返回的函數通過閉包的方式記住了time的第一個參數;

我們再來把代碼改造一下:

// 首先定義一個變量接收函數
var overtime = (function() {
//定義一個數組用來接收參數
 var args = [];
//這里運用閉包,調用外部函數返回一個內部函數
 return function() {
  //arguments是瀏覽器內置對象,專門用來接收參數
  //如果參數的長度為0即沒有參數的時候
  if(arguments.length === 0) {
    //定義變量用來累加
   var time = 0;
    //循環累加,用i和args的長度進行比較
   for (var i = 0, l = args.length; i < l; i++) {
    //進行累加操作  等價于time=time+args[i]
    time += args[i];
   }
    // 返回累加的結果
   return time;
    //如果arguments對象參數長度不為零,即有參數的時候
  }else {
    //定義的空數組添加arguments參數作為數組項,第一個參數古args作為改變this指向,第二個參數arguments把剩余參數作為數組形式添加至空數組中
   [].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

代碼經過我們的改造已經實現了功能,但是這不是一個函數柯里化的完整實現,那么我們要怎么完整實現呢?下面我們來介紹一種通用的實現方式:

通用的實現方式:

//定義方法currying,先傳入一個參數
var currying=function(fn){
  //定義空數組裝arguments對象的剩余參數
 var args=[];
  //利用閉包返回一個函數處理剩余參數
 return function (){
    //如果arguments的參數長度為0,即沒有剩余參數
  if(arguments.length===0){
    //執行上面方法
    //這里的this指向下面的s,類似于s(),代表參數長度為0的時候直接調用函數
   return fn.apply(this,args)
  }
  console.log(arguments)
  //如果arguments的參數長度不為0,即還有剩余參數
  //在數組的原型對象上添加數組,apply用來更改this的指向為args
  //將[].slice.call(arguments)的數組添加到原型數組上
  //這里的[].slice.call(arguments)===Array.prototype.slice.call(arguments)實質上就是將arguments對象轉成數組并具有slice功能

  Array.prototype.push.apply(args,[].slice.call(arguments))
  //args.push([].slice.call(arguments))
  console.log(args)
  //這里返回的arguments.callee是返回的閉包函數,callee是arguments對象里面的一個屬性,用于返回正被執行的function對象
  return arguments.callee
 }
}
  //這里調用currying方法并傳入add函數,結果會返回閉包內部函數
 var s=currying(add);
  //調用閉包內部函數,當有參數的時候會將參數逐步添加到args數組中,待沒有參數傳入的時候直接調用
  //調用的時候支持鏈式操作
 s(1)(2)(3)();
//也可以一次性傳入多個參數
  s(1,2,3);
 console.log(s());

JS函數柯里化的優點:

1.可以延遲計算,即如果調用柯里化函數傳入參數是不調用的,會將參數添加到數組中存儲,等到沒有參數傳入的時候進行調用;

2.參數復用,當在多次調用同一個函數,并且傳遞的參數絕大多數是相同的,那么該函數可能是一個很好的柯里化候選。

世間萬物相對,有因必有果,當然了,有柯里化必然有反柯里化;

反柯里化(uncurrying)

從字面意思上來講就是跟柯里化的意思相反;其實真正的反柯里化的作用是擴大適用范圍,就是說當我們調用某個方法的時候,不需要考慮這個對象自身在設計的過程中有沒有這個方法,只要這個方法適用于它,我們就可以使用;(這里引用的是動態語言中的鴨子類型的思想)

在學習JS反柯里化之前,我們先學習一下動態語言的鴨子類型思想,以助于我們更好的理解:

動態語言鴨子類型思想(維基百科解釋):

在程序設計中,鴨子類型(duck typing)是動態類型的一種風格。

在這種風格中,一個對象有效的語義,不是由繼承自特定的類或實現特定的接口,而是由當前方法和屬性的集合決定。

這個概念的名字來源于由 James Whitcomb Riley 提出的鴨子測試,“鴨子測試”可以這樣表述:

當看到一只鳥走起來像鴨子、游泳起來像鴨子、叫起來也像鴨子,那么這只鳥就可以被稱為鴨子。

理論上的解釋往往干澀難懂,換成人話來說就是:你是你媽媽的兒子/女兒,不管你是否優秀,是否漂亮,只要你是你媽親生的,那么你就是你媽的兒子/女兒;換成鴨子類型就是,只要你會呱呱叫,走起來像鴨子,只要你擁有的行為像鴨子,不管你是不是鴨子,那么你就可以被稱為鴨子;

在Javascript中有很多鴨子類型的引用,比如我們在對一個變量進行賦值的時候,顯然是不需要考慮變量的類型的,正是因為如此,Javascript才更加的靈活,所以Javascript是一門典型的動態類型語言;

我們來看一下反柯里化中是怎么引用鴨子類型的:

//函數原型對象上添加uncurring方法
Function.prototype.uncurring = function() {
//改變this的指向  
//這里的this指向是Array.prototype.push
 var self = this;
  //這里的閉包用來返回內部函數的執行
 return function() {
  //創建一個變量,在數組的原型對象上添加shift上面刪除第一個參數
  //改變數組this的指向為arguments
  var obj = Array.prototype.shift.call(arguments);
  //最后返回執行并給方法改變指向為obj也就是arguments
  // 并傳入arguments作為參數
  return self.apply(obj, arguments);
 };
};

//數組原型對象上添加uncurrying方法
var push = Array.prototype.push.uncurring();

//測試一下
//匿名函數自執行
(function() {
  //這里的push就是一個函數方法了
  //相當于傳入參數arguments和4兩個參數,但是在上面shift方法中刪除第一個參數,這里的arguments參數被截取了,所以最后實際上只傳入了4
 push(arguments, 4);
 console.log(arguments); //[1, 2, 3, 4]
//匿名函數自調用并帶入參數1,2,3
})(1, 2, 3)

到這里大家可以想一想arguments是一個接收參數的對象,里面是沒有push方法的,那么arguments為什么能調用push方法呢?

這是因為代碼var push = Array.prototype.push.uncurring();在數組的原型對象的push方法上添加了uncurring方法,然后在執行匿名函數的方法push(arguments, 4);時候實質上是在調用上面的方法在Function的原型對象上添加uncurring方法并返回一個閉包內部函數執行,在執行的過程中因為Array原型對象上的shift方法會把 push(arguments, 4);中的arguments截取,所以其實方法的實際調用是push(4),所以最終的結果才是[1,2,3,4]

在《JavaScript設計模式與開發實踐》一書中,JS函數的反柯里化的案例是這樣寫的:

//定義一個對象
var obj = {
  "length":1,
  "0":1
}
//在Function原型對象定義方法uncurrying
Function.prototype.uncurrying = function() {
  //this指向Array.prototype.push
  var self = this;
  //閉包返回一個內部函數
  return function() {
  // 這里可以拆開理解
  //首先執行apply return 
  //Function.prototype.call(Array.prototype.push[obj,2])
  //然后Array.prototype.push.call(obj,2)
  //call改變指向 obj.push(2)
  //所以最后結果就是 {0: 1, 1: 2, length: 2}
    return Function.prototype.call.apply(self, arguments);
}
}

//在
var push = Array.prototype.push.uncurrying()

push(obj, 2) 
console.log(obj);
//{0: 1, 1: 2, length: 2}

上面的方式不好理解?沒關系,咱們來個好理解的:

Function.prototype.unCurrying = function () {
  var self = this;
  return function () {
    //[].slice.call(arguments,1)===Array.prototype.push.slice.call(arguments,1)===arguments.slice(1)
return self.apply(arguments[0], [].slice.call(arguments, 1));
  };
};
var push = Array.prototype.push.uncurrying()
console.log(push);
push(obj,2) //{0: 1, 1: 2, length: 2}
console.log(obj);

分析一下:

1、首先在Function原型對象上添加uncurrying方法,這樣所有的Function都可以借用;

2、返回一個閉包內部函數

3、閉包函數返回的結果中返回的是調用方法,self指向Array.prototype.push,apply方法中第一個參數是更改指向,對應下面push(obj,2)相當于更改指向為obj.push(2)

4、apply方法中第二個參數的call方法是更改指向為arguments,并且arguments中能使用slice方法,等于arguments.slice(1)

以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

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