函数式编程 - 容器（container）

最近一直在学习函数式编程，前面介绍了函数式编程中非常重要的两个运算函数柯里化 和 函数组合，下文出现的curry 和 compose函数可以从前两篇文章中找到。它们都可以直接在实际开发中用到，写出函数式的程序。本文主要初探容器的相关概念，以及如何处理编程中异步操作，错误处理等依赖外部环境状态变化的情况，，容器（container）容器可以想象成一个瓶子，也就是一个对象，里面可以放各种不同类型的值。想想，瓶子还有一个特点，跟外界隔开，只有从瓶口才能拿到里面的东西；类比看看， container 回暴露出接口供外界操作内部的值。一个典型的容器示例： var Container = function(x) { this.__value = x; } Container.of = function(x) { return new Container(x); } Container.of(“test”) // 在chrome下会打印出 // Container {__value: “test”} 我们已经实现了一个容器，并且实现了一个把值放到容器里面的 Container.of方法，简单看，它像是一个利用工厂模式创建特定对象的方法。of方法正是返回一个container。函子（functor）上面容器上定义了of方法，functor的定义也类似Functor 是实现了map函数并遵守一些特定规则的容器类型。把值留在容器中，只能暴露出map接口处理它。函子是非常重要的数据类型，后面会讲到各种不同功能的函子，对应处理各种依赖外部变量状态的问题。Container.prototype.map = function(f) { return Container.of(f(this.__value))}把即将处理容器内变量的函数，包裹在map方法里面，返回的执行结果也会是一个Container。这样有几点好处：保证容器内的value一直不会暴露出去，对value的操作方法最终会交给容器执行，可以决定何时执行。方便链式调用 // 利用上一篇中讲到的柯里化，就可以看出其特性。 var add2 = function(x, y) { return x + y; }; curriedAdd = curry(add2); Container.of(2).map(curriedAdd(3)); // Container {__value: 5}不同类型的函子maybe容器在处理内部值时，经常遇到传入参数异常的情况的情况，检查value 值的合理性就非常重要。Maybe 函子保证在调用传入的函数之前，检查值是否为空。var Maybe = function(x) { this.__value = x;}Maybe.of = function(x) { return new Maybe(x);}Maybe.prototype.isNothing = function() { return (this.__value === null || this.__value === undefined);}Maybe.prototype.map = function(f) { return this.isNothing() ? Maybe.of(null) : Maybe.of(f(this.__value));} 这个通用的例子，体现了输出结果的不确定性，也可以看出，在容器内部所有对value值的操作，都会交给容器来执行。在value 为空的情况下，也会返回包裹着null的容器，避免后续容器链式调用报错。异常捕获函子通常 使用throw/catch就可以捕获异常，抛出错误，但它并不是一种纯函数方法，最好的方法是在出现异常时，可以正常返回信息。Either函子，内部两个子类Left 和 right; 可以看成右值是正常情况下使用并返回的值，左值是操作简单的默认值。var Left = function(x) { this.__value = x;}Left.of = function(x) { return new Left(x);}Left.prototype.map = function(f) { return this;}var Right = function(x) { this.__value = x;}Right.of = function(x) { return new Right(x);}Right.prototype.map = function(f) { return Right.of(f(this.__value));}// 输入数据进行校验var setage = function(age) { return typeof age === ’number’? Right.of(age): Left.of(’error age’)}setage(12).map(function(age){return ‘my age is’ + age})// Right {__value: “my age is12”}setage(“age”).map(function(age){return ‘my age is’ + age})// Left {__value: “error age”}left 和 right 唯一的区别在于map 方法的实现，当然，一个函子最大的特点也体现在map方法上，Left.map 不管传入的是什么函数，直接返回当前容器；Right.map则是示例里面的方法一样。IO 操作IO 操作本身就是不纯的操作，生来就得跟外界环境变量打交道，不过可以掩盖他的不确定性。跟下面localStorage包裹函数类似，延迟执行IO 操作。 var getStorage = function(key) { return function() { return localStorage[key]; }}再看看，封装了高级一点的IO 函子： var IO = function(f) { this.__value = f; } IO.of = function(x) { return new IO(function(){ return x; }) } IO.prototype.map = function(f) { // 使用上一句定义的compose函数 return new IO(compose(f, this.__value)) }compose函数组合，里面存放的都是函数，this.__value跟其他函子内部值不同，它是函数。IO.of方法在new对象之前，把值包裹在函数里面，试图延迟执行。 // 测试一下var io__dom= new IO(function() {return window.document})io__dom.map(function(doc) { return doc.title})// IO {__value: ƒ}返回一个没有执行的函数对象，里面的__value值对应的函数，在上面函数调用后并没有执行，只有在调用了this.__value值后，才执行。最后一步不纯的操作，交给了函数调用者去做。Monad一个functor, 只要他定义了一个join 方法和一个of 方法，那么它就是一个monad。 它可以将多层相同类型的嵌套扁平化，像剥洋葱一样。关键在于它比一般functor 多了一个join 方法。 我们先看看剥开一层的join方法。 var IO = function(f) { this.__value = f } IO.of = function(x) { return new IO(function(){ return x; }) } IO.prototype.join = function() { return this.__value ? this.__value(): IO.of(null); } // 包裹上两层 var foo = IO.of(IO.of(’test bar’)); foo.join().__value(); // 返回里面嵌套着的IO类。 IO {__value: ƒ}，接着只需调用这里的__value()，就可以返回字符串test bar;回头看看前面map方法，return new IO(),生成新的容器，方便链式调用，跟 join方法结合一起使用，生成容器后，再扁平化。形成 chain 函数， var chain = curry(function(f, m) { return m.map(f).join(); })看一个完整示例，其中curry 和compose,分别用到了链接里面的实现,：var IO = function(f) { this.__value = f;}IO.of = function(x) { return new IO(function() { return x; })}IO.prototype.map = function(f) { // 使用上一句定义的compose函数 return new IO(compose(f, this.__value))}IO.prototype.join = function() { return this.__value ? this.__value() : IO.of(null);}var chain = curry(function(f, m) { return m.map(f).join();})var log = function(x) { return new IO(function() { console.log(x); return x; })}var setStyle = curry(function(sel, props) { return new IO(function() { return document.querySelector(sel).style.background = props })})var getItem = function(key) { return new IO(function() { return localStorage.getItem(key); })};var map = curry(function(f, functor) { return functor.map(f);});// 简单实现joinvar join = function(functor) { return functor.join();}localStorage.background = ‘#000’;var setItemStyle = compose(join, map(setStyle(‘body’)), join, map(log), getItem);// 换成 链式调用。setItemStyle = compose(chain(setStyle(‘body’)), chain(log), getItem);setItemStyle(‘background’).__value(); // 操作dom 改变背景颜色总结本文主要利用简单代码举例，介绍了容器，函子等相关概念，初步认识了各种不同的函子。深入实践示例，可以参考阅读下面链接：函数式编程风格 js函数式编程指南https://llh911001.gitbooks.io…JavaScript函数式编程（二）JavaScript：函数式编程基本概念学习JS函数式编程 - 函子和范畴论javascript函数式编程之 函子（functor）函数式编程入门教程