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)
}
现在我们直接实现一个被 Currying 的 add
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
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
}
}
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。
对 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
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)
}
}
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:
-
通过 data 属性
<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) -
通过bind方法
<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。 -
箭头函数
<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。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。
-
通过currying
<div onClick={currying(handleOnClick, data)} />
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。
而 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
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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]
-
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
、compose
、container
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
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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。
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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
- 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。
- 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》