JavaScript专题之函数组合-白红宇

JavaScript专题之函数组合

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发布时间：2019-06-21

本文共 8178 字，大约阅读时间需要 27 分钟。

JavaScript 专题系列第十六篇，讲解函数组合，并且使用柯里化和函数组合实现 pointfree 模式

需求

我们需要写一个函数，输入 'kevin'，返回 'HELLO, KEVIN'。

尝试

var toUpperCase = function(x) { return x.toUpperCase(); };var hello = function(x) { return 'HELLO, ' + x; };var greet = function(x){    return hello(toUpperCase(x));};greet('kevin');

还好我们只有两个步骤，首先小写转大写，然后拼接字符串。如果有更多的操作，greet 函数里就需要更多的嵌套，类似于 fn3(fn2(fn1(fn0(x))))。

优化

试想我们写个 compose 函数：

var compose = function(f,g) {    return function(x) {        return f(g(x));    };};

greet 函数就可以被优化为：

var greet = compose(hello, toUpperCase);greet('kevin');

利用 compose 将两个函数组合成一个函数，让代码从右向左运行，而不是由内而外运行，可读性大大提升。这便是函数组合。

但是现在的 compose 函数也只是能支持两个参数，如果有更多的步骤呢？我们岂不是要这样做：

compose(d, compose(c, compose(b, a)))

为什么我们不写一个帅气的 compose 函数支持传入多个函数呢？这样就变成了：

compose(d, c, b, a)

compose

我们直接抄袭 underscore 的 compose 函数的实现：

function compose() {    var args = arguments;    var start = args.length - 1;    return function() {        var i = start;        var result = args[start].apply(this, arguments);        while (i--) result = args[i].call(this, result);        return result;    };};

现在的 compose 函数已经可以支持多个函数了，然而有了这个又有什么用呢？

在此之前，我们先了解一个概念叫做 pointfree。

pointfree

pointfree 指的是函数无须提及将要操作的数据是什么样的。依然是以最初的需求为例：

// 需求：输入 'kevin'，返回 'HELLO, KEVIN'。// 非 pointfree，因为提到了数据：namevar greet = function(name) {    return ('hello ' + name).toUpperCase();}// pointfree// 先定义基本运算，这些可以封装起来复用var toUpperCase = function(x) { return x.toUpperCase(); };var hello = function(x) { return 'HELLO, ' + x; };var greet = compose(hello, toUpperCase);greet('kevin');

我们再举个稍微复杂一点的例子，为了方便书写，我们需要借助在中写到的 curry 函数：

// 需求：输入 'kevin daisy kelly'，返回 'K.D.K'// 非 pointfree，因为提到了数据：namevar initials = function (name) {    return name.split(' ').map(compose(toUpperCase, head)).join('. ');};// pointfree// 先定义基本运算var split = curry(function(separator, str) { return str.split(separator) })var head = function(str) { return str.slice(0, 1) }var toUpperCase = function(str) { return str.toUpperCase() }var join = curry(function(separator, arr) { return arr.join(separator) })var map = curry(function(fn, arr) { return arr.map(fn) })var initials = compose(join('.'), map(compose(toUpperCase, head)), split(' '));initials("kevin daisy kelly");

从这个例子中我们可以看到，利用柯里化（curry）和函数组合 (compose) 非常有助于实现 pointfree。

也许你会想，这种写法好麻烦呐，我们还需要定义那么多的基础函数……可是如果有工具库已经帮你写好了呢？比如：

// 使用 ramda.jsvar initials = R.compose(R.join('.'), R.map(R.compose(R.toUpper, R.head)), R.split(' '));

而且你也会发现：

Pointfree 的本质就是使用一些通用的函数，组合出各种复杂运算。上层运算不要直接操作数据，而是通过底层函数去处理。即不使用所要处理的值，只合成运算过程。

那么使用 pointfree 模式究竟有什么好处呢？

pointfree 模式能够帮助我们减少不必要的命名，让代码保持简洁和通用，更符合语义，更容易复用，测试也变得轻而易举。

实战

这个例子来自于：

假设我们从服务器获取这样的数据：

var data = {    result: "SUCCESS",    tasks: [        {id: 104, complete: false,            priority: "high",                  dueDate: "2013-11-29",      username: "Scott",                  title: "Do something",      created: "9/22/2013"},        {id: 105, complete: false,            priority: "medium",                  dueDate: "2013-11-22",      username: "Lena",                  title: "Do something else", created: "9/22/2013"},        {id: 107, complete: true,             priority: "high",                  dueDate: "2013-11-22",      username: "Mike",                  title: "Fix the foo",       created: "9/22/2013"},        {id: 108, complete: false,            priority: "low",                  dueDate: "2013-11-15",      username: "Punam",                  title: "Adjust the bar",    created: "9/25/2013"},        {id: 110, complete: false,            priority: "medium",                  dueDate: "2013-11-15",      username: "Scott",                  title: "Rename everything", created: "10/2/2013"},        {id: 112, complete: true,             priority: "high",                  dueDate: "2013-11-27",      username: "Lena",                  title: "Alter all quuxes",  created: "10/5/2013"}    ]};

我们需要写一个名为 getIncompleteTaskSummaries 的函数，接收一个 username 作为参数，从服务器获取数据，然后筛选出这个用户的未完成的任务的 ids、priorities、titles、和 dueDate 数据，并且按照日期升序排序。

以 Scott 为例，最终筛选出的数据为：

[    {id: 110, title: "Rename everything",         dueDate: "2013-11-15", priority: "medium"},    {id: 104, title: "Do something",         dueDate: "2013-11-29", priority: "high"}]

普通的方式为：

// 第一版 过程式编程var fetchData = function() {    // 模拟    return Promise.resolve(data)};var getIncompleteTaskSummaries = function(membername) {     return fetchData()         .then(function(data) {             return data.tasks;         })         .then(function(tasks) {             return tasks.filter(function(task) {                 return task.username == membername             })         })         .then(function(tasks) {             return tasks.filter(function(task) {                 return !task.complete             })         })         .then(function(tasks) {             return tasks.map(function(task) {                 return {                     id: task.id,                     dueDate: task.dueDate,                     title: task.title,                     priority: task.priority                 }             })         })         .then(function(tasks) {             return tasks.sort(function(first, second) {                 var a = first.dueDate,                     b = second.dueDate;                 return a < b ? -1 : a > b ? 1 : 0;             });         })         .then(function(task) {             console.log(task)         })};getIncompleteTaskSummaries('Scott')

如果使用 pointfree 模式：

// 第二版 pointfree 改写var fetchData = function() {    return Promise.resolve(data)};// 编写基本函数var prop = curry(function(name, obj) {    return obj[name];});var propEq = curry(function(name, val, obj) {    return obj[name] === val;});var filter = curry(function(fn, arr) {    return arr.filter(fn)});var map = curry(function(fn, arr) {    return arr.map(fn)});var pick = curry(function(args, obj){    var result = {};    for (var i = 0; i < args.length; i++) {        result[args[i]] = obj[args[i]]    }    return result;});var sortBy = curry(function(fn, arr) {    return arr.sort(function(a, b){        var a = fn(a),            b = fn(b);        return a < b ? -1 : a > b ? 1 : 0;    })});var getIncompleteTaskSummaries = function(membername) {    return fetchData()        .then(prop('tasks'))        .then(filter(propEq('username', membername)))        .then(filter(propEq('complete', false)))        .then(map(pick(['id', 'dueDate', 'title', 'priority'])))        .then(sortBy(prop('dueDate')))        .then(console.log)};getIncompleteTaskSummaries('Scott')

如果直接使用 ramda.js，你可以省去编写基本函数:

// 第三版 使用 ramda.jsvar fetchData = function() {    return Promise.resolve(data)};var getIncompleteTaskSummaries = function(membername) {    return fetchData()        .then(R.prop('tasks'))        .then(R.filter(R.propEq('username', membername)))        .then(R.filter(R.propEq('complete', false)))        .then(R.map(R.pick(['id', 'dueDate', 'title', 'priority'])))        .then(R.sortBy(R.prop('dueDate')))        .then(console.log)};getIncompleteTaskSummaries('Scott')

当然了，利用 compose，你也可以这样写：

// 第四版 使用 composevar fetchData = function() {    return Promise.resolve(data)};var getIncompleteTaskSummaries = function(membername) {    return fetchData()        .then(R.compose(            console.log,            R.sortBy(R.prop('dueDate')),            R.map(R.pick(['id', 'dueDate', 'title', 'priority'])            ),            R.filter(R.propEq('complete', false)),            R.filter(R.propEq('username', membername)),            R.prop('tasks'),        ))};getIncompleteTaskSummaries('Scott')

compose 是从右到左依此执行，当然你也可以写一个从左到右的版本，但是从右向左执行更加能够反映数学上的含义。

ramda.js 提供了一个 R.pipe 函数，可以做的从左到右，以上可以改写为：

// 第五版 使用 R.pipevar getIncompleteTaskSummaries = function(membername) {    return fetchData()        .then(R.pipe(            ),            R.prop('tasks'),            R.filter(R.propEq('username', membername)),            R.filter(R.propEq('complete', false)),            R.map(R.pick(['id', 'dueDate', 'title', 'priority'])            R.sortBy(R.prop('dueDate')),            console.log,        ))};