[译]借助函数完成可组合的数据类型（软件编写）（第十部分）

吴晓军
1,268 阅读4分钟

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！
<上一篇 | << 返回第一章

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)"
);

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);
}

起初，测试会失败：

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

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() 将 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
  });
};

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)"

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

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
);

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

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

之后：

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

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

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

执行安装过程：

npm install

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

打开一个新的终端，删除 moneysafe 的实现：

rm source/moneysafe.js && touch source/moneysafe.js

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。

下一篇: JavaScript Monads 让一切变得简单 >

接下来

想学习更多 JavaScript 函数式编程吗？

跟着 Eric Elliott 学 Javacript，机不可失时不再来！

Eric Elliott 是 “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 Systems、Zumba Fitness、The Wall Street Journal、ESPN 和 BBC 等 , 也是很多机构的顶级艺术家，包括但不限于 Usher、Frank 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。

掘金翻译计划 是一个翻译优质互联网技术文章的社区，文章来源为 掘金 上的英文分享文章。内容覆盖 Android、iOS、React、前端、后端、产品、设计 等领域，想要查看更多优质译文请持续关注 掘金翻译计划、官方微博、知乎专栏。

avatar
文章
阅读
粉丝