JavaScript 函数式编程技巧 - 柯里化

摘要：作为函数式编程语言，带来了很多语言上的有趣特性，比如柯里化和反柯里化。在一些函数式编程语言中，会定义一个特殊的占位变量。个人理解不知道对不对延迟执行柯里化的另一个应用场景是延迟执行。不断的柯里化，累积传入的参数，最后执行。

作为函数式编程语言，JS带来了很多语言上的有趣特性，比如柯里化和反柯里化。

这里可以对照另外一篇介绍 JS 反柯里化 的文章一起看~

柯里化（Currying），又称部分求值（Partial Evaluation），是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的技术。

核心思想是把多参数传入的函数拆成单参数（或部分）函数，内部再返回调用下一个单参数（或部分）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

柯里化有3个常见作用：

参数复用

提前返回

延迟计算/运行

talk is cheap，看看怎么实现吧~

一个通用实现：

function currying(fn, ...rest1) {
  return function(...rest2) {
    return fn.apply(null, rest1.concat(rest2))
  }
}

注意这里concat接受非数组元素参数将被当做调用者的一个元素传入

用它将一个sayHello函数柯里化试试：

function sayHello(name, age, fruit) {
  console.log(console.log(`我叫 ${name},我 ${age} 岁了, 我喜欢吃 ${fruit}`))
}

const curryingShowMsg1 = currying(sayHello, "小明")
curryingShowMsg1(22, "苹果")            // 我叫 小明,我 22 岁了, 我喜欢吃 苹果

const curryingShowMsg2 = currying(sayHello, "小衰", 20)
curryingShowMsg2("西瓜")               // 我叫 小衰,我 20 岁了, 我喜欢吃 西瓜

嘻嘻，感觉还行~

以上柯里化函数已经能解决一般需求了，但是如果要多层的柯里化总不能不断地进行currying函数的嵌套吧，我们希望经过柯里化之后的函数每次只传递一个或者多个参数，那该怎么做呢：

function curryingHelper(fn, len) {
  const length = len || fn.length  // 第一遍运行length是函数fn一共需要的参数个数，以后是剩余所需要的参数个数
  return function(...rest) {
    return rest.length >= length    // 检查是否传入了fn所需足够的参数
        ");this, rest)
        : curryingHelper(currying.apply(this, [fn].concat(rest)), length - rest.length)        // 在通用currying函数基础上
  }
}

function sayHello(name, age, fruit) { console.log(`我叫 ${name},我 ${age} 岁了, 我喜欢吃 ${fruit}`) }    

const betterShowMsg = curryingHelper(sayHello)
betterShowMsg("小衰", 20, "西瓜")      // 我叫 小衰,我 20 岁了, 我喜欢吃 西瓜
betterShowMsg("小猪")(25, "南瓜")      // 我叫 小猪,我 25 岁了, 我喜欢吃 南瓜
betterShowMsg("小明", 22)("倭瓜")      // 我叫 小明,我 22 岁了, 我喜欢吃 倭瓜
betterShowMsg("小拽")(28)("冬瓜")      // 我叫 小拽,我 28 岁了, 我喜欢吃 冬瓜

如此实现一个高阶的柯里化函数，使得柯里化一个函数的时候可以不用嵌套的currying，当然是因为把嵌套的地方放到了curryingHelper里面进行了...-。-

尽管柯里化函数已经很牛了，但是它也让你必须花费点小心思在你所定义函数的参数顺序上。在一些函数式编程语言中，会定义一个特殊的“占位变量”。通常会指定下划线来干这事，如果作为一个函数的参数被传入，就表明这个是可以“跳过的”，是尚待指定的参数。比如：

var sendAjax = function (url, data, options) { /* ... */ }
var sendPost = function (url, data) {                    // 当然可以这样
    return sendAjax(url, data, { type: "POST", contentType: "application/json" })
}
// 也可以使用下划线来指定未确定的参数
var sendPost = sendAjax( _ , _ , { type: "POST", contentType: "application/json" })        

JS不具备这样的原生支持，可以使用一个全局占位符变量const _ = { }并且通过===来判断是否是占位符，当然你如果使用了lodash的话可以使用别的符号代替。那么可以这样改造柯里化函数：

const _ = {}
function crazyCurryingHelper(fn, length, args, holes) {
  length = length || fn.length    // 第一遍是fn所需的参数个数，以后是
  args = args || []
  holes = holes || []
  
  return function(...rest) {
    let _args = args.slice(),
        _holes = holes.slice(),
        argLength = _args.length,        // 存储接收到的args和holes的长度
        holeLength = _holes.length,
        arg, i = 0
    for (; i < rest.length; i++) {
      arg = rest[i]
      if (arg === _ && holeLength) {
        holeLength--                      // 循环_holes的位置
        _holes.push(_holes.shift())      // _holes最后一个移到第一个
      } else if (arg === _) {
        _holes.push(argLength + i)          // 存储_hole就是_的位置
      } else if (holeLength) {              // 是否还有没有填补的hole
        holeLength--
        _args.splice(_holes.shift(), 0, arg)           // 在参数列表指定hole的地方插入当前参数
      } else {
        _args.push(arg)            // 不需要填补hole,直接添加到参数列表里面
      }
    }
    
    return _args.length >= length                          // 递归的进行柯里化
        ");this, _args)
        : crazyCurryingHelper.call(this, fn, length, _args, _holes)
  }
}

function sayHello(name, age, fruit) { console.log(`我叫 ${name},我 ${age} 岁了, 我喜欢吃 ${fruit}`) }

const betterShowMsg = crazyCurryingHelper(sayHello)
betterShowMsg(_, 20)("小衰", _, "西瓜")          // 我叫 小衰,我 20 岁了, 我喜欢吃 西瓜
betterShowMsg(_, _, "南瓜")("小猪")(25)          // 我叫 小猪,我 25 岁了, 我喜欢吃 南瓜
betterShowMsg("小明")(_, 22)(_, _, "倭瓜")          // 我叫 小明,我 22 岁了, 我喜欢吃 倭瓜
betterShowMsg("小拽")(28)("冬瓜")          // 我叫 小拽,我 28 岁了, 我喜欢吃 冬瓜

牛B闪闪

通过柯里化方法，缓存参数到闭包内部参数，然后在函数内部将缓存的参数与传入的参数组合后apply/bind/call给函数执行，来实现参数的复用，降低适用范围，提高适用性。

参看以下栗子，官员无论添加后续老婆，都能和合法老婆组合，通过柯里化方法，getWife方法就无需添加多余的合法老婆...

var currying = function(fn) {
  var args = [].slice.call(arguments, 1)      // fn 指官员消化老婆的手段,args 指的是那个合法老婆
  return function(...rest) {
    var newArgs = args.concat(...rest)        // 已经有的老婆和新搞定的老婆们合成一体，方便控制
    return fn.apply(null, newArgs)        // 这些老婆们用 fn 这个手段消化利用，完成韦小宝前辈的壮举并返回
  }
}

var getWife = currying(function() {
  console.log([...arguments].join(";"))          // allwife 就是所有的老婆的，包括暗渡陈仓进来的老婆
}, "合法老婆")

getWife("老婆1", "老婆2", "老婆3")      // 合法老婆;老婆1;老婆2;老婆3
getWife("超越韦小宝的老婆")             // 合法老婆;超越韦小宝的老婆
getWife("超级老婆")                    // 合法老婆;超级老婆

通用函数解决了兼容性问题，但同时也会再来，使用的不便利性，不同的应用场景往，要传递很多参数，以达到解决特定问题的目的。有时候应用中，同一种规则可能会反复使用，这就可能会造成代码的重复性。

// 未柯里化前
function square(i) { return i * i; }
function dubble(i) { return i * 2; }
function map(handler, list) { return list.map(handler); }

map(square, [1, 2, 3, 4, 5]);        // 数组的每一项平方
map(square, [6, 7, 8, 9, 10]);
map(dubble, [1, 2, 3, 4, 5]);        // 数组的每一项加倍
map(dubble, [6, 7, 8, 9, 10]);

同一规则重复使用，带来代码的重复性，因此可以使用上面的通用柯里化实现改造一下：

// 柯里化后
function square(i) { return i * i; }
function dubble(i) { return i * 2; }
function map(handler, ...list) { return list.map(handler); }

var mapSQ = currying(map, square);
mapSQ([1, 2, 3, 4, 5]);
mapSQ([6, 7, 8, 9, 10]);

var mapDB = currying(map, dubble);
mapDB([1, 2, 3, 4, 5]);
mapDB([6, 7, 8, 9, 10]);

可以看到这里柯里化方法的使用和偏函数比较类似，顺便回顾一下偏函数~

偏函数是创建一个调用另外一个部分(参数或变量已预制的函数)的函数，函数可以根据传入的参数来生成一个真正执行的函数。比如：

const isType = function(type) {
  return function(obj) {
    return Object.prototype.toString.call(obj) === `[object ${type}]`
  }
}
const isString = isType("String")
const isFunction = isType("Function")

这样就用偏函数快速创建了一组判断对象类型的方法~

偏函数固定了函数的某个部分，通过传入的参数或者方法返回一个新的函数来接受剩余的参数，数量可能是一个也可能是多个 柯里化是把一个有n个参数的函数变成n个只有1个参数的函数，例如：add = (x, y, z) => x + y + z→curryAdd = x => y => z => x + y + z 当偏函数接受一个参数并且返回了一个只接受一个参数的函数，与两个接受一个参数的函数curry()()的柯里化函数，这时候两个概念类似。(个人理解不知道对不对)

柯里化的另一个应用场景是延迟执行。不断的柯里化，累积传入的参数，最后执行。例如累加：

const curryAdd = function(...rest) {
  const _args = rest
  return function cb(...rest) {
    if (rest.length === 0) {
      return _args.reduce((sum, single) => sum += single)
    } else {
      _args.push(...rest)
      return cb
    }
  }
}()                        // 为了保存添加的数，这里要返回一个闭包
curryAdd(1)
curryAdd(2)
curryAdd(3)
curryAdd(4)
curryAdd()               // 最后计算输出:10

更通用的写法，将处理函数提取出来：

const curry = function(fn) {
  const _args = []
  return function cb(...rest) {
    if (rest.length === 0) {
      return fn.apply(this, _args)
    }
    _args.push(...rest)
    return cb
  }
}

const curryAdd = curry((...T) => 
  T.reduce((sum, single) => sum += single)
)
curryAdd(1)
curryAdd(2)
curryAdd(3)
curryAdd(4)
curryAdd()               // 最后计算输出:10

与 call/apply 方法直接执行不同，bind 方法将第一个参数设置为函数执行的上下文，其他参数依次传递给调用方法（函数的主体本身不执行，可以看成是延迟执行），并动态创建返回一个新的函数， 这符合柯里化特点。

var foo = {x: 888};
var bar = function () {
    console.log(this.x);
}.bind(foo);              // 绑定
bar();                    // 888

下面是一个 bind 函数的模拟，testBind 创建并返回新的函数，在新的函数中将真正要执行业务的函数绑定到实参传入的上下文，延迟执行了。

Function.prototype.testBind = function(scope) {
  return () => this.apply(scope)
}
var foo = { x: 888 }
var bar = function() {
  console.log(this.x)
}.testBind(foo)              // 绑定
bar()                    // 888

网上的帖子大多深浅不一，甚至有些前后矛盾，在下的文章都是学习过程中的总结，如果发现错误，欢迎留言指出~

参考：

JS高级程序设计
JS中的柯里化(currying)
前端开发者进阶之函数柯里化Currying
浅析 JavaScript 中的 函数 currying 柯里化
掌握JavaScript函数的柯里化
函数式JavaScript（4）：函数柯里化

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