Currying

柯里化 Currying 是一种函数的高阶技术,被用于许多编程语言中,它是指将 f(a,b,c) 转换为可以被以 f(a)(b)(c) 的形式进行调用。

Tip

柯里化的核心技术是使用包装器并返回函数以保存词法环境,再最后再将参数「合并」传递给原始函数。

js
// curry(f) 执行柯里化转换
function curry(f) {
  return function(a) {
    return function(b) {
      return f(a, b);
    };
  };
}

// 用法
function sum(a, b) {
  return a + b;
}

let curriedSum = curry(sum);
alert( curriedSum(1)(2) ); // 3

上述实例中原函数接受两个参数,因此使用了两个包装器 wrapper。函数 curry(func) 返回的是第一个包装器 function(a),当函数像 curriedSum(1) 这样调用时,它的参数会被保存在词法环境中;然后第一个包装器调用时返回第二个包装器 function(b),因此 curriedSum(1)(2) 这个包装器被以 2 为参数调用第二个包装器,最后它将所有参数传递给原始的 sum 函数。

JavaScript 实现柯里化通常都保持该函数可以被正常调用,只在参数数量不足时才进行柯里化返回偏应用函数 partially applied function/偏函数 partial。

js
// func 是要转换的函数
function curried(...args) {
  if (args.length >= func.length) { // (1)
    return func.apply(this, args);
  } else {
    return function pass(...args2) { // (2)
      return curried.apply(this, args.concat(args2));
    }
  }
};

// 用例
function sum(a, b, c) {
  return a + b + c;
}

let curriedSum = curry(sum);

alert( curriedSum(1, 2, 3) ); // 6,仍然可以被正常调用
alert( curriedSum(1)(2,3) ); // 6,对第一个参数的柯里化
alert( curriedSum(1)(2)(3) ); // 6,全柯里化

柯里化函数 curried 基于条件有两个分支

  1. 如果传入的 args 长度与原始函数所定义的参数(func.length)相同或者更长,那么直接将参数调用传递给原始函数并执行即可。
  2. 如果传递的参数少于原始函数定义所需的数量,则返回一个偏函数(包装器 pass),而它将重新应用 curried 以将之前传入的参数与新的参数合并,然后在这个递归中再次判断,可能获得一个新的偏函数(如果参数不足的话)或者调用原始函数最终的结果。

结合上述实例看看代码的具体流程,对于原始函数 sum(a, b, c) 它声明时有三个参数,所以 sum.length = 3,对于调用 curried(1)(2)(3)

  1. 第一个调用 curried(1)1 保存在词法环境中,然后返回一个包装器 pass
  2. 包装器 pass 被调用,参数为 (2),它会获取之前的参数 (1),将它与得到的 (2) 连在一起,并一起调用 curried(1, 2),但由于参数数量仍小于 3,curry 函数依然会返回 pass
  3. 包装器 pass 再次被调用,参数为 (3),在接下来的调用中 pass(3) 会获取之前的参数 (1, 2) 并将 3 与之合并,执行调用 curried(1, 2, 3),由于有 3 个参数,它们被传入最原始的函数中。
Tip

在 JavaScript 的 lodash 库中提供函数 _.curry 实现柯里化,该包装器允许函数被正常调用或者以偏函数 partial 的方式调用:

js
function sum(a, b) {
  return a + b;
}

let curriedSum = _.curry(sum); // 使用来自 lodash 库的 _.curry

alert( curriedSum(1, 2) ); // 3,仍可正常调用
alert( curriedSum(1)(2) ); // 3,以偏函数的方式调用

柯里化的实际作用类似于为函数参数设置默认值,可以通过更简短的偏函数作为开端进行调用。

js
// 用于格式化和输出信息的日志(logging)函数
function log(date, importance, message) {
  alert(`[${date.getHours()}:${date.getMinutes()}] [${importance}] ${message}`);
}

// 使用 loadsh 库柯里化函数
log = _.curry(log);

// 柯里化之后,log 仍正常运行
log(new Date(), "DEBUG", "some debug");

// 柯里化允许以偏函数的形式调用函数
let logNow = log(new Date());   // logNow 是带有固定第一个参数(日期为当前时间)的日志的偏函数
logNow("INFO", "message");   // [HH:mm] INFO message


let debugNow = logNow("DEBUG");   // 更进一步带有固定第一、第二个参数的日志的偏函数
debugNow("message");   // [HH:mm] DEBUG message
Warning

柯里化要求函数具有固定数量的参数,使用 rest 参数的函数,如 f(...args),不能以这种方式进行柯里化。


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