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面试官:什么是函数柯里化?能手写实现吗?

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1 什么是函数柯里化

在计算机科学中,柯里化(Currying)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且返回结果的新函数的技术。这个技术以逻辑学家 Haskell Curry 命名的。

什么意思?简单来说,柯里化是一项技术,它用来改造多参数的函数。比如:

// 这是一个接受3个参数的函数 const add = function(x, y, z) {   return x + y + z } 

我们将它变换一下,可以得到这样一个函数:

// 接收一个单一参数 const curryingAdd = function(x) {   // 并且返回接受余下的参数的函数   return function(y, z) {     return x + y + z   } } 

这样有什么区别呢?从调用上来对比:

// 调用add add(1, 2, 3)  // 调用curryingAdd curryingAdd(1)(2, 3) // 看得更清楚一点,等价于下面 const fn = curryingAdd(1) fn(2, 3) 

可以看到,变换后的的函数可以分批次接受参数,先记住这一点,下面会讲用处。甚至fncurryingAdd返回的函数)还可以继续变换

const curryingAdd = function(x) {   return function(y) {     return function(z) {       return x + y + z     }   } } // 调用 curryingAdd(1)(2)(3) // 即 const fn = curryingAdd(1) const fn1 = fn(2) fn1(3) 

上面的两次变换过程,就是函数柯里化

简单讲就是把一个多参数的函数f,变换成接受部分参数的函数g,并且这个函数g会返回一个函数h,函数h用来接受其他参数。函数h可以继续柯里化。就是一个套娃的过程~

那么费这么大劲将函数柯里化有什么用呢?

2 柯里化的作用和特点

2.1 参数复用

工作中会遇到的需求:通过正则校验电话号、邮箱、身份证是否合法等等

于是我们会封装一个校验函数如下:

/**  * @description 通过正则校验字符串  * @param {RegExp} regExp 正则对象  * @param {String} str 待校验字符串  * @return {Boolean} 是否通过校验  */ function checkByRegExp(regExp, str) {     return regExp.test(str) } 

假如我们要校验很多手机号、邮箱,我们就会这样调用:

// 校验手机号 checkByRegExp(/^1d{10}$/, '15152525634');  checkByRegExp(/^1d{10}$/, '13456574566');  checkByRegExp(/^1d{10}$/, '18123787385');  // 校验邮箱 checkByRegExp(/^(w)+(.w+)*@(w)+((.w+)+)$/, 'fsds@163.com');  checkByRegExp(/^(w)+(.w+)*@(w)+((.w+)+)$/, 'fdsf@qq.com');  checkByRegExp(/^(w)+(.w+)*@(w)+((.w+)+)$/, 'fjks@qq.com'); 

貌似没什么问题,事实上还有改进的空间

  1. 校验同一类型的数据时,相同的正则我们写了很多次。
  2. 代码可读性较差,如果没有注释,我们并不能一下就看出来正则的作用

我们试着使用函数柯里化来改进:

// 将函数柯里化 function checkByRegExp(regExp) {     return function(str) {         return regExp.test(str)     } } 

于是我们传入不同的正则对象,就可以得到功能不同的函数:

// 校验手机 const checkPhone = curryingCheckByRegExp(/^1d{10}$/) // 校验邮箱 const checkEmail = curryingCheckByRegExp(/^(w)+(.w+)*@(w)+((.w+)+)$/) 

现在校验手机、邮箱的代码就简单了,并且可读性也增强了

// 校验手机号 checkPhone('15152525634');  checkPhone('13456574566');  checkPhone('18123787385');  // 校验邮箱 checkEmail('fsds@163.com');  checkEmail('fdsf@qq.com');  checkEmail('fjks@qq.com'); 

这就是参数复用:我们只需将第一个参数regExp复用,就可以直接调用有特定功能的函数

通用函数(如checkByRegExp)解决了兼容性问题,但也会带来使用的不便,比如不同的应用场景需要传递多个不同的参数来解决问题

有的时候同一种规则可能会反复使用(比如校验手机的参数),这就造成了代码的重复,利用柯里化就能够消除重复,达到复用参数的目的。

柯里化的一种重要思想:降低适用范围,提高适用性

2.2 提前返回

在JS DOM事件监听程序中,我们用addEventListener方法为元素添加事件处理程序,但是部分浏览器版本不支持此方法,我们会使用attachEvent方法来替代。

这时我们会写一个兼容各浏览器版本的代码:

/**  * @description:   * @param {object} element DOM元素对象  * @param {string} type 事件类型  * @param {Function} fn 事件处理函数  * @param {boolean} isCapture 是否捕获  * @return {void}  */ function addEvent(element, type, fn, isCapture) {     if (window.addEventListener) {         element.addEventListener(type, fn, isCapture)     } else if (window.attachEvent) {         element.attachEvent("on" + type, fn)     } } 

我们用addEvent来添加事件监听,但是每次调用此方法时,都会进行一次判断,事实上浏览器版本确定下来后,没有必要进行重复判断。

柯里化处理:

function curryingAddEvent() {     if (window.addEventListener) {         return function(element, type, fn, isCapture) {             element.addEventListener(type, fn, isCapture)         }     } else if (window.attachEvent) {         return function(element, type, fn) {             element.attachEvent("on" + type, fn)         }     } } const addEvent = curryingAddEvent()  // 也可以用立即执行函数将上述代码合并 const addEvent = (function curryingAddEvent() {  	... })() 

现在我们得到的addEvent是经过判断后得到的函数,以后调用就不用重复判断了。

这就是提前返回或者说提前确认,函数柯里化后可以提前处理部分任务,返回一个函数处理其他任务

另外,我们可以看到,curryingAddEvent好像并没有接受参数。这是因为原函数的条件(即浏览器的版本是否支持addEventListener)是直接从全局获取的。逻辑上其实是可以改成:

let mode = window.addEventListener ? 0 : 1; function addEvent(mode, element, type, fn, isCapture) {   if (mode === 0) {     element.addEventListener(type, fn, isCapture);   } else if (mode === 1) {     element.attachEvent("on" + type, fn);   } } // 这样柯里化后就可以先接受一个参数了 function curryingAddEvent(mode) {     if (mode === 0) {         return function(element, type, fn, isCapture) {             element.addEventListener(type, fn, isCapture)         }     } else if (mode === 1) {         return function(element, type, fn) {             element.attachEvent("on" + type, fn)         }     } } 

当然没必要这么改~

2.3 延迟执行

事实上,上述正则校验和事件监听的例子中已经体现了延迟执行

curryingCheckByRegExp函数调用后返回了checkPhonecheckEmail函数

curringAddEvent函数调用后返回了addEvent函数

返回的函数都不会立即执行,而是等待调用。

3 封装通用柯里化工具函数

上面我们对函数进行柯里化都是手动修改了原函数,将add改成了curryingAdd、将checkByRegExp改成了curryingCheckByRegExp、将addEvent改成了curryingAddEvent

难道我们每次对函数进行柯里化都要手动修改底层函数吗?当然不是

我们可以封装一个通用柯里化工具函数(面试手写代码)

/**  * @description: 将函数柯里化的工具函数  * @param {Function} fn 待柯里化的函数  * @param {array} args 已经接收的参数列表  * @return {Function}  */ const currying = function(fn, ...args) {     // fn需要的参数个数     const len = fn.length     // 返回一个函数接收剩余参数     return function (...params) {         // 拼接已经接收和新接收的参数列表         let _args = [...args, ...params]         // 如果已经接收的参数个数还不够,继续返回一个新函数接收剩余参数         if (_args.length < len) {             return currying.call(this, fn, ..._args)         }       	// 参数全部接收完调用原函数         return fn.apply(this, _args)     } } 

这个柯里化工具函数用来接收部分参数,然后返回一个新函数等待接收剩余参数,递归直到接收到全部所需参数,然后通过apply调用原函数。

现在我们基本不用手动修改原函数来将函数柯里化了

// 直接用工具函数返回校验手机、邮箱的函数 const checkPhone = currying(checkByRegExp(/^1d{10}$/)) const checkEmail = currying(checkByRegExp(/^(w)+(.w+)*@(w)+((.w+)+)$/)) 

但是上面事件监听的例子就不能用这个工具函数进行柯里化了,原因前面说了,因为它的条件直接从全局获取了,所以比较特殊,改成从外部传入条件,就能用工具函数柯里化了。当然没这个必要,直接修改原函数更直接、可读性更强

4 总结和补充

  1. 柯里化突出一种重要思想:降低适用范围,提高适用性
  2. 柯里化的三个作用和特点:参数复用、提前返回、延迟执行
  3. 柯里化是闭包的一个典型应用,利用闭包形成了一个保存在内存中的作用域,把接收到的部分参数保存在这个作用域中,等待后续使用。并且返回一个新函数接收剩余参数
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