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从柯里化分析JavaScript重要的高阶函数实例

JavaScript柯里化高阶函数JavaScript高阶函数 2022-11-13 18:11:19 930人浏览 安东尼
摘要

目录前情回顾百变柯里化缓存传参缓存判断缓存计算缓存函数防抖与节流lodash 高阶函数结语前情回顾 我们在前篇 《✨从历史讲起,javascript 基因里写着函数式编程》 讲到了

前情回顾

我们在前篇 《✨从历史讲起,javascript 基因里写着函数式编程》 讲到了 JavaScript 的函数式基因最早可追溯到 1930 年的 lambda 运算,这个时间比第一台计算机诞生的时间都还要早十几年。JavaScript 闭包的概念也来源于 lambda 运算中变量的被绑定关系。

因为在 lambda 演算的设定中,参数只能是一个,所以通过柯里化的天才想法来实现接收多个参数:

lambda x. ( lambda y. plus x y )

说这个想法是“天才”一点不为过,把函数自身作为输入参数或输出返回值,至今受用,也就是【高阶函数】的定义。

将上述 lambda 演算柯里化写法转变到 JavaScript 中,就变成了:

function add(a) {
    return function (b) {
        return a + b
    }
}
add(1)(2)

所以,剖析闭包从柯里化开始,柯里化是闭包的“孪生子”。

读完本篇,你会发现 JavaScript 高阶函数中处处是闭包、处处是柯里化~

百变柯里化

最开始,本瓜理解 柯里化 == 闭包 + 递归,得出的柯里化写法是这样的:

 let arr = []
 function addCurry() {
     let arg = Array.prototype.slice.call(arguments); // 递归获取后续参数
     arr = arr.concat(arg);
      if (arg.length === 0) { // 如果参数为空,则判断递归结束
          return arr.reduce((a,b)=>{return a+b}) // 求和
      } else {
          return addCurry;
      }
  }
addCurry(1)(2)(3)()

但这样的写法, addCurry 函数会引用一个外部变量 arr,不符合纯函数的特性,于是就优化为:

function addCurry() {
    let arr = [...arguments]
    let fn = function () {
        if(arguments.length === 0) {
	    return arr.reduce((a, b) => a + b)
        } else {
            arr.push(...arguments)
            return fn
        }
    }
    return fn
}

上述写法,又总是要以 ‘( )’ 空括号结尾,于是再改进为隐式转换 .toString 写法:

function addCurry() {
    let arr = [...arguments]
    // 利用闭包的特性收集所有参数值
    var fn = function() {
        arr.push(...arguments);
        return fn;
    };
    // 利用 toString 隐式转换
    fn.toString = function () {
        return arr.reduce(function (a, b) {
            return a + b;
        });
    }
    return fn;
}
  • 注意一些旧版本的浏览器隐式转换会默认执行

好了,到这一步,如果你把上述三种柯里化写法都会手写了,那面试中考柯里化的基础一关算是过了。

然而,不止于此,柯里化实际存在很多变体, 只有深刻吃透它的思想,而非停留在一种写法上,才能算得上“高级”、“优雅”。

接下来,让我们看看它怎么变?!

缓存传参

柯里化最基础的用法是缓存传参。

我们经常遇到这样的场景:

已知一个 ajax 函数,它有 3 个参数 url、data、callback

function ajax(url, data, callback) {
  // ...
}

不用柯里化是怎样减少传参的呢?通常是以下这样,写死参数位置的方式来减少传参:

function ajaxTest1(data, callback) {
  ajax('Http://www.test.com/test1', data, callback);
}

而通过柯里化,则是这样:

function ajax(url, data, callback) {
  // ...
}
let ajaxTest2 = partial(ajax,'http://www.test.com/test2')
ajaxTest2(data,callback)

其中 partial 函数是这样写的:

function partial(fn, ...presetArgs) { // presetArgs 是需要先被绑定下来的参数
  return function partiallyApplied(...laterArgs) { //  ...laterArgs 是后续参数
        let allArgs =presetArgs.concat(laterArgs) // 收集到一起
        return fn.apply(this, allArgs) // 传给回调函数 fn
  }
}

柯里化固定参数的好处在:复用了原本的 ajax 函数,并在原有基础上做了修改,取其精华,弃其糟粕,封装原有函数之后,就能为我所用。

并且 partial 函数不止对 ajax 函数有作用,对于其它想减少传参的函数同样适用。

缓存判断

我们可以设想一个通用场景,假设有一个 handleOption 函数,当符合条件 'A',执行语句:console.log('A');不符合时,则执行语句:console.log('others')

转为代码即:

const handleOption = (param) =>{
     if(param === 'A'){
         console.log('A')
     }else{
         console.log('others')
     }
}

现在的问题是:我们每次调用 handleOption('A'),都必须要走完 if...else... 的判断流程。比如:

const handleOption = (param) =>{
     console.log('每次调用 handleOption 都要执行 if...else...')
     if(param === 'A'){
         console.log('A')
     }else{
         console.log('others')
     }
}
handleOption('A')
handleOption('A')
handleOption('A')

控制台打印:

有没有什么办法,多次调用 handleOption('A'),却只走一次 if...else...?

答案是:柯里化。

const handleOption = ((param) =>{
     console.log('从始至终只用执行一次 if...else...')
     if(param === 'A'){
         return ()=>console.log('A')
     }else{
         return ()=>console.log('others')
     }
})
const tmp = handleOption('A')
tmp()
tmp()
tmp()

控制台打印:

这样的场景是有实战意义的,当我们做前端兼容时,经常要先判断是来源于哪个环境,再执行某个方法。比如说在 firefox 和 chrome 环境下,添加事件监听是 addEventListener 方法,而在 IE 下,添加事件是 attachEvent 方法;如果每次绑定这个监听,都要判断是来自于哪个环境,那肯定是很费劲。我们通过上述封装的方法,可以做到 一处判断,多次使用。

肯定有小伙伴会问了:这也是柯里化?

嗯。。。怎么不算呢?

把 'A' 条件先固定下来,也可叫“缓存下来”,后续的函数执行将不再传 'A' 这个参数,实打实的:把多参数转化为单参数,逐个传递。

缓存计算

我们再设想这样一个场景,现在有一个函数是来做大数计算的:

const calculateFn = (num)=>{
    const startTime = new Date()
    for(let i=0;i<num;i++){} // 大数计算
    const endTime = new Date()
    console.log(endTime - startTime)
    return "Calculate big numbers"
}
calculateFn(10_000_000_000)

这是一个非常耗时的函数,在控制台看看,需要 8s+

如果业务代码中需要多次用到这个大数计算结果,多次调用 calculateFn(10_000_000_000) 肯定是不明智的,太费时。

一般的做法就是声明一个全局变量,把运算结果保存下来:

比如 const resNums = calculateFn(10_000_000_000)

如果有多个大数运算呢?沿着这个思路,即声名多个变量:

const resNumsA = calculateFn(10_000_000_000)
const resNumsB = calculateFn(20_000_000_000)
const resNumsC = calculateFn(30_000_000_000)

我们讲就是说:奥卡姆剃刀原则 —— 如无必要、勿增实体。

申明这么多全局变量,先不谈占内存、占命名空间这事,就把 calculateFn() 函数的参数和声名的常量名一一对应,都是一个麻烦事。

有没有什么办法?只用函数,不增加多个全局常量,就实现多次调用,只计算一次?

答案是:柯里化。

代码如下:

function cached(fn){
  const cacheObj = Object.create(null); // 创建一个对象
  return function cachedFn (str) { // 返回回调函数
    if ( !cacheObj [str] ) { // 在对象里面查询,函数结果是否被计算过
        let result = fn(str);
        cacheObj [str] = result; // 没有则要执行原函数,并把计算结果缓存起来
    }
    return cacheObj [str] // 被缓存过,直接返回
  }
}
const calculateFn = (num)=>{
    console.log("计算即缓存")
    const startTime = new Date()
    for(let i=0;i<num;i++){} // 大数计算
    const endTime = new Date()
    console.log(endTime - startTime) // 耗时
    return "Calculate big numbers"
}
let cashedCalculate = cached(calculateFn) 
console.log(cashedCalculate(10_000_000_000)) // 计算即缓存 // 9944 // Calculate big numbers
console.log(cashedCalculate(10_000_000_000)) // Calculate big numbers
console.log(cashedCalculate(20_000_000_000)) // 计算即缓存 // 22126 // Calculate big numbers
console.log(cashedCalculate(20_000_000_000)) // Calculate big numbers

这样只用通过一个 cached 缓存函数的处理,所有的大数计算都能保证:输入参数相同的情况下,全局只用计算一次,后续可直接使用更加语义话的函数调用来得到之前计算的结果。

此处也是柯里化的应用,在 cached 函数中先传需要处理的函数参数,后续再传入具体需要操作得值,将多参转化为单个参数逐一传入。

缓存函数

柯里化的思想不仅可以缓存判断条件,缓存计算结果、缓存传参,还能缓存“函数”。

设想,我们有一个数字 7 要经过两个函数的计算,先乘以 10 ,再加 100,写法如下:

const multi10 = function(x) { return x * 10; }
const add100 = function(x) { return x + 100; }
add100(multi10(7))

用柯里化处理后,即变成:

const multi10 = function(x) { return x * 10; }
const add100 = function(x) { return x + 100; }
const compose = function(f,g) { 
    return function(x) { 
        return f(g(x))
    }
}
compose(add100, multi10)(7)

前者写法有两个传参是写在一起的,而后者则逐一传参。把最后的执行函数改写:

let compute = compose(add100, multi10)
compute(7)

所以,这里的柯里化直接把函数处理给缓存了,当声明 compute 变量时,并没有执行操作,只是为了拿到 ()=> f(g(x)),最后执行 compute(7),才会执行整个运算;

怎么样?柯里化确实百变吧?柯里化的起源和闭包的定义是同宗同源。正如前文最开始所说,柯里化是闭包的一对“孪生子”。

我们对闭包的解释:“闭包是一个函数内有另外一个函数,内部的函数可以访问外部函数的变量,这样的语法结构是闭包。”与我们对柯里化的解释“把接受多个参数的函数变换成接受一个单一参数(或部分)的函数,并且返回接受余下的参数和返回结果的新函数的技术”,这两种说法几乎是“等效的”,只是从不同角度对 同一问题 作出的解释,就像 lambda 演算和图灵机对希尔伯特第十问题的解释一样。

同一问题:指的是在 lambda 演算诞生之时,提出的:怎样用 lambda 演算实现接收多个参数?

防抖与节流

好了,我们再来看看除了其它高阶函数中闭包思想(柯里化思想)的应用。首先是最最常用的防抖与节流函数。

防抖:就像英雄联盟的回城键,按了之后,间隔一定秒数才会执行生效。

function debounce(fn, delay) {
    delay = delay || 200;
    let timer = null;
    return function() {
        let arg = arguments;
        // 每次操作时,清除上次的定时器
        clearTimeout(timer);
        timer = null;
        // 定义新的定时器,一段时间后进行操作
        timer = setTimeout(function() {
            fn.apply(this, arg);
        }, delay);
    }
};
var count = 0;
window.onscroll = debounce(function(e) {
    console.log(e.type, ++count); // scroll
}, 500);

节流函数:就像英雄联盟的技能键,是有 CD 的,一段时间内只能按一次,按了之后就要等 CD;

// 函数节流,频繁操作中间隔 delay 的时间才处理一次
function throttle(fn, delay) {
    delay = delay || 200;
    let timer = null;
    // 每次滚动初始的标识
    let timestamp = 0;
    return function() {
        let arg = arguments;
        let now = Date.now();
        // 设置开始时间
        if (timestamp === 0) {
            timestamp = now;
        }
        clearTimeout(timer);
        timer = null;
        // 已经到了delay的一段时间,进行处理
        if (now - timestamp >= delay) {
            fn.apply(this, arg);
            timestamp = now;
        }
        // 添加定时器,确保最后一次的操作也能处理
        else {
            timer = setTimeout(function() {
                fn.apply(this, arg);
                // 恢复标识
                timestamp = 0;
            }, delay);
        }
    }
};
var count = 0;
window.onscroll = throttle(function(e) {
    console.log(e.type, ++count); // scroll
}, 500);

代码均可复制到控制台中测试。在防抖和节流的场景下,被预先固定住的变量是 timer

lodash 高阶函数

lodash 大家肯定不陌生,它是最流行的 JavaScript 库之一,透过函数式编程模式为开发者提供常用的函数。

其中有一些封装的高阶函数,让一些平平无奇的普通函数也能有相应的高阶功能。

举几个例子:

// 防抖动
_.debounce(func, [wait=0], [options={}])
// 节流
_.throttle(func, [wait=0], [options={}])
// 将一个断言函数结果取反
_.negate(predicate) 
// 柯里化函数
_.curry(func, [arity=func.length])
// 部分应用
_.partial(func, [partials])
// 返回一个带记忆的函数
_.memoize(func, [resolver])
// 包装函数
_.wrap(value, [wrapper=identity])

研究源码你就会发现,_.debounce 防抖、_.throttle 节流上面说过,_.curry 柯里化上面说过、_.partial 在“缓存传参”里说过、_.memoize 在“缓存计算”里也说过......

再举一个例子:

现在要求一个函数在达到 n 次之前,每次都正常执行,第 n 次不执行。

也是非常常见的业务场景!JavaScript 实现:

function before(n, func) {
  let result, count = n;
  return function(...args) {
    count = count - 1
    if (count > 0) result = func.apply(this, args)
    if (count <= 1) func = undefined
    return result
  }
}
const fn= before(3,(x)=>console.log(x))
fn(1) // 1
fn(2) // 2
fn(3) // 不执行

反过来:函数只有到 n 次的时候才执行,n 之前的都不执行。

function after(n, func) {
  let count = n || 0
  return function(...args) {
    count = count - 1
    if (count < 1) return func.apply(this, args)
  }
}
const fn= after(3,(x)=>console.log(x))
fn(1) // 不执行
fn(2) // 不执行
fn(3) // 3 

全是“闭包”、全是把参数“柯里化”。

细细体会,在控制台上敲一敲、改一改、跑一跑,下次或许你就可以自己写出这些有特定功能的高阶函数了。

结语

综合以上,可见由函数式启发的“闭包”、“柯里化”思想对 JavaScript 有多重要。几乎所有的高阶函数都离不开闭包、参数由多转逐一的柯里化传参思想。所在在很多面试中,都会问闭包,不管是一两年、还是三五年经验的前端程序员。定义一个前端的 JavaScript 技能是初级,还是中高级,这是其中很重要的一个判断点。

对闭包概念模糊不清的、或者只会背概念的 => 初级

会写防抖、节流、或柯里化等高阶函数的 => 中级

深刻理解高阶函数封装思想、能自主用闭包封装高阶函数 => 高级

以上就是从柯里化分析JavaScript重要的高阶函数实例的详细内容,更多关于JavaScript 柯里化高阶函数的资料请关注编程网其它相关文章!

--结束END--

本文标题: 从柯里化分析JavaScript重要的高阶函数实例

本文链接: https://www.lsjlt.com/news/169416.html(转载时请注明来源链接)

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