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  • 函数组合概念
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    2019-12-02 20:44:43

    函数组合的目的是将多个函数组合成一个函数。下面来看一个简化版的实现:

    const compose = (f, g) => x => f(g(x))
    
    const f = x => x + 1;
    const g = x => x * 2;
    const fg = compose(f, g);
    fg(1) //3

    我们可以看到 compose 就实现了一个简单的功能:形成了一个全新的函数,而这个函数就是一条从 g -> f 的流水线。同时我们可以很轻易的发现 compose 其实是满足结合律的

    compose(f, compose(g, t)) = compose(compose(f, g), t) = f(g(t(x)))

    只要其顺序一致,最后的结果是一致的,因此,我们可以写个更高级的 compose,支持多个函数组合:

    compose(f, g, t) => x => f(g(t(x))

    简单实现如下:

    const compose = (...fns) => (...args) => fns.reduceRight((val, fn) => fn.apply(null, [].concat(val)), args);
    
    const f = x => x + 1;
    const g = x => x * 2;
    const t = (x, y) => x + y;
    
    let fgt = compose(f, g, t);
    fgt(1, 2); // 3 -> 6 -> 7
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  • JS 函数式编程 02函数组合管道lodash 中的组合函数 flow() or flowRight()函数结合律函数组合的调试lodash中的fp模块PointfreeFunctor什么是函子,作用是什么?什么是Functor常见函子Maybe 函子Either函子IO函子Task...

    函数组合

    为什么要使用函数组合?
    因为纯函数和柯里化会很容易就形成洋葱代码 ( 多个括号嵌套 )
    比如: 获取数组中最后一个元素 并且把它转化为大写

    _.toUpper(_.first(_.reverse(array)))
    

    函数组合可以把细粒度的函数重新组合成一个新的函数

    管道

    程序使用函数处理数据的过程可以看做是一个管道
    比如: 数据a ——> 通过函数fn ——> 得到结果b
    当fn比较复杂的时候,我们可以把fn拆分成多个小函数
    比如: 数据a ——> 通过f1——>得到m——> 通过f2——> 得到b
    类似下面这种代码

    fn = compose(f1,f2,f2)
    b = fn(a)
    
    • 函数组合( compose ) :如果一个函数要经过多个函数处理才能得到最终值,这个时候可以把中间过程的函数合并成一个函数
    • 函数组合默认是从右到左执行
      使用代码演示:虽然看起来似乎把问题复杂化了,但是要注意 我们使用函数组合 可以自由组合细粒度的函数
    // 函数组合演示
    function compose(f, g) {
      return function (value) {
        return f(g(value))
      }
    }
    
    // 数组翻转函数
    function reverse (array) {
      return array.reverse()
    }
    
    // 获取函数第一个元素函数
    function first (array) {
      return array[0]
    }
    
    // 组合函数,获取函数最后一个元素
    const last = compose(first, reverse)
    
    console.log(last([1, 2, 3, 4])) // 4
    

    lodash 中的组合函数 flow() or flowRight()

    lodash 中组合函数 flow() 或者flowRight()

    • flow() 是从左到右运行
    • flowRight() 是从右到左运行
    • 获取数组中最后一个元素并将它转化为大写
    const _ = require( "lodash" )
    const reverse = arr=>arr.reverse()
    const first = arr=>arr[0]
    const toUpper = str => str.toUpperCase()
    
    const fn = _.flowRight(toUpper, first, reverse)
    console.log(fn(['tom','jerry','jim','lucy'])) //LUCY
    
    • 模拟lodash中的 flowRight方法
      1. 定义一个函数接收不固定数量的形参 compose( …args )
      2. 返回一个新的函数 return function 需要接收一个要处理的值 作为形参
      3. 让args中的成员依次执行,这里可以使用数组的reduce方法
      function compose(...args){
      	return function(value){
      	// args是要依次执行的函数数组,要从右到左执行,所以需要先reverse
      	// reduce 是数组方法,第一个参数是一个回调,回调必须填入两个形参,
      	// 形参1 表示初始值或者回调函数计算后的值
      	// 形参2 表示当前元素 
      	// 比如 [1,2,3].reduce((a,b)=> a+b ) //第一次执行 a就是1,b就是2 第二次执行 a是3 b是3
      	// reduce第二个参数 是用于指定初始值 也就是指定回调的第一个形参的初始值 
      	// 我们设置为value 这样第一次执行的时候 result就是value initFn就是args中的第一个成员函数
      		return args.reverse().reduce((result,initFn)=>{ 
      				return initFn(result)
      		 },value)
      	}
      }
      // 可以通过箭头函数简化代码
      const compose = (...args) => value => args.reverse().reduce((result,initFn)=>initFn(result),value) 
      

    函数结合律

    函数的组合要满足结合律
    比如 a 和 b 组合 再跟 c组合 等效与 b先跟c组合 再跟a组合

    (A,B),C 与 A,(B,C) 等效
    

    函数组合的调试

    在函数组合的管道中,每一个细粒度的函数只能接收一个参数即上一个函数的执行结果。所以如果某一个函数需要多个参数 那么我们需要对其做柯里化处理
    我们采取定义一个打印函数用来调试

    // NEVER SAY DIE --> nerver-say-die
    
    const _ = require('lodash')
    // 对需要多个参数的函数进行柯里化
    const split = _.curry((sep, str) => _.split(str, sep))
    const join = _.curry((sep, array) => _.join(array, sep))
    
    // 我们需要对中间值进行打印,并且知道其位置,用柯里化输出一下
    const log = _.curry((tag, v) => {
      console.log(tag, v)
      return v
    })
    
    // 从右往左在每个函数后面加一个log,并且传入tag的值,就可以知道每次结果输出的是什么
    const f = _.flowRight(join('-'), log('after toLower:'), _.toLower, log('after split:'), split(' '))
    // 从右到左
    //第一个log:after split: [ 'NEVER', 'SAY', 'DIE' ] 正确
    //第二个log: after toLower: never,say,die  转化成小写字母的时候,同时转成了字符串,这里出了问题
    console.log(f('NEVER SAY DIE')) //n-e-v-e-r-,-s-a-y-,-d-i-e
    
    
    // 修改方式,利用数组的map方法,遍历数组的每个元素让其变成小写 
    // 这里的map需要两个参数,第一个是数组,第二个是回调函数,需要柯里化
    const map = _.curry((fn, array) => _.map(array, fn))
    
    const f1 = _.flowRight(join('-'), map(_.toLower), split(' '))
    console.log(f1('NEVER SAY DIE')) // never-say-die
    

    lodash中的fp模块

    因为函数组合中函数只能接收一个参数,这样需要对已有的函数做大量柯里化的工作,我们可以使用lodash的fp模块提供的一些函数

    • lodash 的 fp 模块提供了实用的对函数式编程友好的方法
    • 提供了不可变 auto-curried iteratee-first data-last (函数之先,数据之后)的方法
    // lodash 模块 
    const _ = require('lodash')
    // 数据置先,函数置后
    _.map(['a', 'b', 'c'], _.toUpper) 
    // => ['A', 'B', 'C'] 
    _.map(['a', 'b', 'c']) 
    // => ['a', 'b', 'c'] 
    
    // 数据置先,规则置后
    _.split('Hello World', ' ') 
    
    //BUT
    // lodash/fp 模块 
    const fp = require('lodash/fp') 
    
    // 函数置先,数据置后
    fp.map(fp.toUpper, ['a', 'b', 'c'])
    fp.map(fp.toUpper)(['a', 'b', 'c']) 
    // 规则置先,数据置后
    fp.split(' ', 'Hello World') 
    fp.split(' ')('Hello World')
    

    Pointfree

    一种编程风格,就是上面的函数组合。
    Point Free: 我们可以把数据处理的过程定义成与数据无关的合成运算,不需要用到代表数据的那个参数,只要把简单的运算步骤合成到一起,在使用这种模式之前我们需要定义一些辅助的基本运算函数。

    • 不需要指明处理的数据
    • 只需要合成运算过程
    • 需要定义一些辅助的基本运算函数
    // world wild web ---> World.Wild.Web
    // 先转成数组
    // 再把首字母换成大写
    
    const fp = require('lodash/fp')
    
    const firstLetterToUpper = fp.flowRight(fp.join('.'),fp.map(fp.upperFirst),fp.split(' '))
    
    console.log(firstLetterToUpper('world wild web'));
    

    Functor

    什么是函子,作用是什么?

    函子( representative functor ) 是范畴论里的概念,我们没有办法避免副作用,但是可以通过函子让副作用控制在可控范围内,同时也可以通过函子处理异常,异步等

    什么是Functor

    • 容器:包含 和 值的变形关系 ( 即 函数 函数处理值)
    • 函子是一个特殊的容器,通过对象实现,具有map方法,map方法运行一个函数对值进行处理
    class Container {
    	constructor(value){ 
    		this._value = value // 加_表示永远不暴露该属性
    	}
    	map(fn){
    		// 调用value的变形关系 fn 
    		// 返回一个新的函子实例 其中的_value就是上一次fn运算的结果
    		return new Container(fn(this._value))
    	}
    }
    

    因为还是有new的存在是面向对象思想 所以我们修改为函数式编程

    class Container {
    	static of(value){
    		return new Container(value) 
    	}
    	constructor(value){ 
    		this._value = value // 加_表示永远不暴露该属性
    	}
    	map(fn){
    		// 调用value的变形关系 fn 
    		// 返回一个新的函子实例 其中的_value就是上一次fn运算的结果
    		return Container.of(fn(this._value))
    	}
    }
    
    • 函数式编程不直接操作值,而是由函子完成
    • 函子就是一个容器 一个对象 实现了map契约
    • 函子可以看做是一个容器里面装了一个值
    • 想要处理其中的值,我们需要给盒子的map传递处理值的纯函数
    • map最终会返回一个包含新值的容器 (函子)

    常见函子

    Maybe 函子

    可以对外部的空值情况做处理(控制副作用在允许的范围)

    		class MayBe {
    		  static of (value) {
    		    return new MayBe(value)
    		  }
    		  constructor (value) {
    		    this._value = value
    		  }
    
    		  map(fn) {
    		    // 判断一下value的值是不是null和undefined,如果是就返回一个value为null的函子,如果不是就执行函数
    		    return this.isNothing() ? MayBe.of(null) : MayBe.of(fn(this._value))
    		  }
    		
    		 // 定义一个判断是不是null或者undefined的函数,返回true/false
    		  isNothing() {
    		    return this._value === null || this._value === undefined
    		  }
    		}
    		
    		const r = MayBe.of('hello world')
    		  .map(x => x.toUpperCase())
    		
    		console.log(r) //MayBe { _value: 'HELLO WORLD' }
    		
    		
    		// 如果输入的是null,是不会报错的
    		const rnull = MayBe.of(null)
    		  .map(x => x.toUpperCase())
    		console.log(rnull) //MayBe { _value: null }
    

    Either函子

    • Either 两者中的任何一个,类似于 if…else…的处理
    • 当出现问题的时候,Either函子会给出提示的有效信息,
    • 异常会让函数变的不纯,Either 函子可以用来做异常处理
    // 因为是二选一,所以要定义left和right两个函子
    
    class Left {
      static of (value) {
        return new Left(value)
      }
    
      constructor (value) {
        this._value = value
      }
    
      map (fn) {
        return this
      }
    }
    
    class Right {
      static of (value) {
        return new Right(value)
      }
    
      constructor (value) {
        this._value = value
      }
    
      map (fn) {
        return Right.of(fn(this._value))
      }
    }
    
    let r1 = Right.of(12).map(x => x + 2)
    let r2 = Left.of(12).map(x => x + 2)
    console.log(r1) // Right { _value: 14 }
    console.log(r2) // Left { _value: 12 }
    // 为什么结果会不一样?因为Left返回的是当前对象,并没有使用fn函数
    
    // 那么这里如何处理异常呢?
    // 我们定义一个字符串转换成对象的函数
    function parseJSON(str) {
      // 对于可能出错的环节使用try-catch
      // 正常情况使用Right函子
      try{
        return Right.of(JSON.parse(str))
      }catch (e) {
      // 错误之后使用Left函子,并返回错误信息
        return Left.of({ error: e.message })
      }
    }
    
    let rE = parseJSON('{name:xm}')
    console.log(rE) // Left { _value: { error: 'Unexpected token n in JSON at position 1' } }
    let rR = parseJSON('{"name":"xm"}')
    console.log(rR) // Right { _value: { name: 'xm' } }
    
    console.log(rR.map(x => x.name.toUpperCase())) // Right { _value: 'XM' }
    

    IO函子

    • IO就是输入输出,IO 函子中的 _value 是一个函数,这里是把函数作为值来处理
    • IO 函子可以把不纯的动作存储到 _value 中,延迟执行这个不纯的操作(惰性执行),包装当前的操
    • 把不纯的操作交给调用者来处理
    • 简单的讲 IO函子的map是纯函数 返回的都是IO函子对象 ,但是 IO 函子对象的_value 是不纯的 但是可以由使用者控制调用
    const fp = require('lodash/fp')
    
    class IO {
      // of方法快速创建IO,要一个值返回一个函数,将来需要值的时候再调用函数
      static of(value) {
        return new IO(() => value)
      }
      // 传入的是一个函数
      constructor (fn) {
        this._value = fn
      }
    
      map(fn) {
        // 这里用的是new一个新的构造函数,是为了把当前_value的函数和map传入的fn进行组合成新的函数
        return new IO(fp.flowRight(fn, this._value))
      }
    }
    
    // node执行环境可以传一个process对象(进程)
    // 调用of的时候把当前取值的过程包装到函数里面,再在需要的时候再获取process
    const r = IO.of(process)
      // map需要传入一个函数,函数需要接收一个参数,这个参数就是of中传递的参数process
      // 返回一下process中的execPath属性即当前node进程的执行路径
      .map(p => p.execPath)
    console.log(r) // IO { _value: [Function] }
    
    
    // 上面只是组合函数,如果需要调用就执行下面
    console.log(r._value()) // C:\Program Files\nodejs\node.exe
    

    Task函子(异步执行)

    • folktale 一个标准的函数式编程库。和 lodash、ramda 不同的是,他没有提供很多功能函数。只提供了一些函数式处理的操作,例如:compose、curry 等,一些函子 Task、Either、 MayBe 等
    const { task } = require('folktale/concurrency/task')
    const fs = require('fs')
    
    function readFile (filename) {
      // task传递一个函数,参数是resolver
      // resolver里面有两个参数,一个是reject失败的时候执行的,一个是resolve成功的时候执行的
      return task(resolver => {
        //node中读取文件,第一个参数是路径,第二个是编码,第三个是回调,错误在先
        fs.readFile(filename, 'utf-8', (err, data) => {
          if(err) resolver.reject(err)
          resolver.resolve(data)
        })
      })
    }
    
    // readFile调用返回的是Task函子,调用要用run方法
    readFile('package.json')
      //在run之前调用map方法,在map方法中会处理的拿到文件返回结果
      .map(split('\n'))
      .map(find(x => x.includes('version')))
      .run()
      // 现在没有对resolve进行处理,可以使用task的listen去监听获取的结果
      // listen传一个对象,onRejected是监听错误结果,onResolved是监听正确结果
      .listen({
        onRejected: (err) => {
          console.log(err)
        },
        onResolved: (value) => {
          console.log(value)
        }
      })
    

    Pointed函子

    • Pointed 函子是实现了 of 静态方法的函子
      of 方法是为了避免使用 new 来创建对象,更深层的含义是of 方法用来把值放到上下文
    • Context(把值放到容器中,使用 map 来处理值)

    Monad函子(单子)

    函子是一个容器,可以包含任何值。函子之中再包含一个函子,也可以。但是,这样就会出现多层嵌套的函子。
    Monad 函子的作用是,总是返回一个单层的函子
    Monad 主要通过 join 和 flatMap两个方法实现解决函子嵌套的问题。

    • 当我们想要返回一个函数,这个函数返回一个值,这个时候可以调用map 方法
    • 当我们想要去合并一个函数,但是这个函数返回一个函子,这个时候我们要用flatMap 方法
    const fp = require('lodash/fp')
    const fs = require('fs')
    
    class IO {
      static of (value) {
        return new IO(() => {
          return value
        })
      }
      constructor (fn) {
        this._value = fn
      }
    
      map(fn) {
        return new IO(fp.flowRight(fn, this._value))
      }
    
      join () {
        return this._value()
      }
    
      // 同时调用map和join方法
      flatMap (fn) {
        return this.map(fn).join()
      }
    }
    
    let readFile = (filename) => {
      return new IO(() => {
        return fs.readFileSync(filename, 'utf-8')
      })
    }
    
    let print = (x) => {
      return new IO(()=> {
        console.log(x)
        return x
      })
    }
    
    let r = readFile('package.json') // 得到一个_value值为 fs.readFileSync(filename, 'utf-8') 的IO函子
              // return this.map(fn--就是print函数) 
              //也就是把上面的文件读取函数执行结果作为x传入给print函数 
              //print函数.join() 其实就是执行 new IO(()=> {console.log(x); return x})
              .flatMap(print) 
              // 执行 ()=> {console.log(x); return x }
              .join()     
     
     
     r = readFile('package.json')
            // 处理数据,直接在读取文件之后,使用map进行处理即可
            .map(fp.toUpper)
            .flatMap(print)
            .join()  
    
    
    展开全文
  • 本文主要记录了scala学习中的常用函数组合器,包括map,filter,zip,foreach,groupBy,flatten,drop等。mapmap方法可以将某个函数应用到集合中的每个元素并产出其结果的集合。举例:val names = List("a","b","c") ...

    本文主要记录了scala学习中的常用函数组合器,包括map,filter,zip,foreach,groupBy,flatten,drop等。

    map

    map方法可以将某个函数应用到集合中的每个元素并产出其结果的集合。举例:

    val names = List("a","b","c")
    names.map(_.toUpperCase)

    得到结果

    List("A","B","C")

    foreach

    foreach和map类似,只不过它没有返回值,foreach只要是为了对参数进行作用。比如:

    List(1,2,3,4,5).foreach{x=>
       println(x)
    }
    
    输出:
    
    1
    2
    3
    4
    5

    flatten

    flatten的作用是可以把嵌套的结构展开,例如

    scala> List(List(1,2),List(3,4)).flatten
    res0: List[Int] = List(1, 2, 3, 4)

    flatmap

    flatMap结合了map和flatten的功能。接收一个可以处理嵌套列表的函数,然后把返回结果连接起来。

    scala> List(List(1,2),List(3,4)).flatMap(x=>x.map(x=>x*2))
    res5: List[Int] = List(2, 4, 6, 8)

    filter

    滤除掉使函数返回false的元素

    scala> def isEven(i: Int): Boolean = i % 2 == 0
    isEven: (i: Int)Boolean
    
    scala> List(1,2,3,4).filter(isEven _)
    res6: List[Int] = List(2, 4)

    zip

    zip方法将两个集合结合在一起,例如:

    scala>  List('a,'b,'c).zip(List(1,2,3))
    res32: List[(Symbol, Int)] = List(('a,1), ('b,2), ('c,3))

    zipWithIndex

    将集合中的元素和对应的下标结合再一起,下标从0开始

    scala> List(2,3,4,5).zipWithIndex
    res33: List[(Int, Int)] = List((2,0), (3,1), (4,2), (5,3))

    groupBy

    对集合中的元素进行分组操作,结果是得到一个Map,举例

    scala> List((1,2),(1,3),(2,3),(3,3),(3,4)).groupBy(_._1)
    res1: scala.collection.immutable.Map[Int,List[(Int, Int)]] = Map(2 -> List((2,3)), 1 -> List((1,2), (1,3)), 
          3 -> List((3,3), (3,4)))

    drop

    去掉集合前面的n个元素

    scala> List(1,2,3,4,5,6,7).drop(3)
    res2: List[Int] = List(4, 5, 6, 7)

    dropRight(n) 是去掉后面的n个元素

    scala> List(1,2,3,4,5,6,7).dropRight(3)
    res3: List[Int] = List(1, 2, 3, 4)

    patch

    对于可变的数据结构进行批量替换,返回新的copy,原数据不变

    scala> val a = List(1,2,3)
    a: List[Int] = List(1, 2, 3)
    
    scala> val b = List(4,5)
    b: List[Int] = List(4, 5)
    
    scala> a patch(0,b,2)
    res1: List[Int] = List(4, 5, 3)
    
    scala> a patch(1,b,2)
    res2: List[Int] = List(1, 4, 5)
    
    展开全文
  • 函数式编程-函数组合

    万次阅读 2020-08-02 11:30:42
    函数组合可以把细粒度的函数重新组合成一个新函数 函数组合(compose):如果一个函数要经过多个函数处理才能得到最终值, 这个时候可以把中间过程的函数合并成一个函数 函数就像是数据的管道,函数组合就是把这些...

    在这里插入图片描述

    概念
    纯函数和柯里化很容易写出洋葱代码
    _.toUpper(_.first(_.reverse(array))); //这样就是洋葱代码 一层套一层
    函数组合可以把细粒度的函数重新组合成一个新函数
    
    函数组合(compose):如果一个函数要经过多个函数处理才能得到最终值,
    这个时候可以把中间过程的函数合并成一个函数
    
    函数就像是数据的管道,函数组合就是把这些管道连接起来,
    网数据穿过多个管道形成最终的结果  
    函数组合默认是从右往左执行
    
    function compose(f, g) {
        return function(value) {
            return f(g(value))
        }
    };
    
    let arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
    
    function reverse(array) {
    
    	//数组的逆转
    	
        return array.reverse(array)
    };
    
    function first(array) {
    
    	//拿到数组的第一位
    	
        return array[0]
        
    }
    
    //先执行reverse函数 后执行first函数
    
    const last = compose(first, reverse)
    
    console.log(last(arr)); //9
    
    lodash中的组合函数
    1、flow()函数 从左往右执行
    2、flowRight()函数 从右往左执行 这个函数用的多一些
    这两个都可以组合多个函数
    
    举例:
    //定义数组
    let array = ['first', 'second', 'third', 'four', 'five'];
    
    //数组逆转
    const reverse = arr => arr.reverse();
    
    //数组的第一个
    const first = arr => arr[0]
    
    //转换大写
    const toUpPer = element => element.toUpperCase()
    
    //封装方法
    const last = _.flowRight(toUpPer, first, reverse)
    
    //得到结果
    console.log(last(array)); //FIVE
    
    组合函数实现原理

    模拟lodash中的flowRight

    组合函数原理模拟
    
    function compose(...args) {
        return function(value) {
            return args.reverse().reduce(function(acc, fn) {
                return fn(acc)
            }, value)
        }
    }
    
    const last1 = compose(toUpPer, first, reverse)
    
    console.log(last1(array)); //FIVE
    
    //使用箭头函数重写
    
    const compose = (...args) => (value) => args.reverse().reduce((acc, fn) => fn(acc), value)
    
    const last1 = compose(toUpPer, first, reverse)
    
    console.log(last1(array)); //FIVE
    
    函数组合要满足的条件
    函数的组合要满足结合律(associativity)
    我们既可以把g和h组合 ,还可以吧把f和g组合,结果都是一样的
    let f = compose(f, g, h)
    
    let associative = compose(compose(f,g,h)) == compose(f,compose(g,h))
    
    
    举例 使用lodash自带的函数组合
    
    const last = _.flowRight(_.toUpper, _.first, _.reverse); 
    console.log(last(array));//FIVE
    
    const last = _.flowRight(_.flowRight(_.toUpper, _.first), _.reverse); 
    console.log(last(array));//FIVE
    
    const last = _.flowRight(_.toUpper, _.flowRight(_.first, _.reverse)); 
    console.log(last(array));//FIVE
    
    

    谢谢大家观看 如有不足敬请指教

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