JavaScript之柯里化

jiezi

5 年前

柯里化 (Currying)，又称部分求值(Partial Evaluation)，是把接收多个参数的函数变成接受一个单一参数(最初函数的第一个参数) 的函数，并且返回接受剩余的参数而且返回结果的新函数的技术。

核心思想 : 把多参数传入的函数拆成单参数(或部分参数) 函数，内部再返回调用下一个单参数 (或部分参数) 函数，依次处理剩余的参数。

按照 Stoyan Stefanov –《JavaScript Pattern》作者的说法，所谓 柯里化 就是 使函数理解并处理部分应用。

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余参数 的这句话所描述的特征。我们先实现一个加法函数add:

function add(x, y) {return x + y}

我们现在实现一个被 Currying 的add函数，命名该函数为 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

满足以上条件的 curriedAdd 函数可以用以下代码实现:

function curriedAdd(x) {return function(y) {return x + y}
}

当然以上实现有一些问题: 它不通用 ，并且我们并不想通过修改函数被人的方式来实现Currying 化。

但是 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我们用到 JavaScript 中的作用域，说得更通俗一些，我们需要使用作用域 (即闭包) 来保存上一次传进来的参数。

对 curriedAdd 进行抽象，可以得到如下函数currying:

function currying (fn, ...args1) {return function (...args2) {return fn(...arg1, ...arg2)
  }
}

var increment = currying(add, 1)
increment(2) === 3 // true

var addTen = currying(add, 10)
addTen(2) === 12 // true

在此实现中，currying函数的返回值其实是一个接受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。所以我们可以通过递归将 currying 返回的函数也自动 Currying。

function currying(fn, ...args) {if (args.length >= fn.length) {return fn(...args)
  }
  
  return function (...args2) {return currying(fn, ...args, ...args2)
  }
}

以上函数很简短，但是已经实现 Currying 的核心思想。JavaScript中常用库 Lodash 中的 curry 方法，其核心思想和以上并没有太大差异 –比较多次接收的参数总数与函数定义时的形参数量，当接收的参数的数量大于或者等于被 Currying 函数的形参数量时，就返回运行结果，否则返回一个继续接受参数的函数。

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 的一个参数复用的实例。对 add 方法固定第一个参数为 10 后，该方法就变成了一个将接受累加 10 的方法。

判断对象的类型。例如下面这个例子:

function isArray (obj) {return Object.prototype.toString.call(obk) === '[object Array]'
}

function isNumber (obj) {return Object.prototype.toString.call(obj) === '[object Number]'
}

function isString (obj) {return Object.prototype.toString.call(obj) === '[object String]' 
}

// Test
isArray([1, 2, 3]) // true
isNumber(123) // true
isString('123') // true

但是上面方案有一个问题，那就是每种类型都需要定义一个方法，这里我们可以使用 bind 来扩展，优点是可以直接使用改造后的toStr:

const toStr = Function.prototype.call.bind(Object.prototype.toString)

// 改造前直接调用
[1, 2, 3].toString()    // "1,2,3"
'123'.toString()    // "123"
123.toString()        // SyntaxError: Invalid or unexpected token
Object(123).toString()    // "123"

// 改造后调用 toStr
toStr([1, 2, 3])     // "[object Array]"
toStr('123')         // "[object String]"
toStr(123)         // "[object Number]"
toStr(Object(123))    // "[object Number]"

上面例子首先使用 Function.prototype.call 函数指定一个 this 值，然后 .bind 返回一个新的函数，始终将 Object.prototype.toString 设置为传入参数，其实等价于 Object.prototype.toString.call()。

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，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：

<div data-name="name" onClick={handleOnClick} />

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）

<div onClick={handleOnClick.bind(null, data)} />

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。

<div onClick={() => handleOnClick(data))} />

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。

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

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。

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。

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。

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。
Currying的思想极大地助于提升函数的复用性。
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。

JavaScript之柯里化

简介

在 JavaScript 中实现 Currying

Currying 应用场景

参数复用

案例一

案例二

延迟执行

通过 data 属性

通过 bind 方法

箭头函数

通过 currying

性能对比

为什么不需要 Currying

1. Currying 的一些特性有其他解决方案

2. Currying 陷于函数式编程

结论