浅析 JavaScript 中的函数 currying 柯里化

2022-10-05 17:04:27

何为Curry化/柯里化？

curry化来源与数学家 Haskell Curry的名字（编程语言 Haskell也是以他的名字命名）。

柯里化通常也称部分求值，其含义是给函数分步传递参数，每次传递参数后部分应用参数，并返回一个更具体的函数接受剩下的参数，这中间可嵌套多层这样的接受部分参数函数，直至返回最后结果。
因此柯里化的过程是逐步传参，逐步缩小函数的适用范围，逐步求解的过程。

柯里化一个求和函数

按照分步求值，我们看一个简单的例子

var concat3Words = function (a, b, c) {

    return a+b+c;

};

var concat3WordsCurrying = function(a) {

    return function (b) {

        return function (c) {

            return a+b+c;

        };

    };

};

console.log(concat3Words("foo ","bar ","baza"));            // foo bar baza

console.log(concat3WordsCurrying("foo "));                  // [Function]

console.log(concat3WordsCurrying("foo ")("bar ")("baza"));  // foo bar baza

可以看到， concat3WordsCurrying("foo ") 是一个 Function，每次调用都返回一个新的函数，该函数接受另一个调用，然后又返回一个新的函数，直至最后返回结果，分布求解，层层递进。（PS：这里利用了闭包的特点）

那么现在我们更进一步，如果要求可传递的参数不止3个，可以传任意多个参数，当不传参数时输出结果？

首先来个普通的实现：

var add = function(items){

    return items.reduce(function(a,b){

        return a+b

    });

};

console.log(add([1,2,3,4]));

但如果要求把每个数乘以10之后再相加，那么：

var add = function (items,multi) {

    return items.map(function (item) {

        return item*multi;

    }).reduce(function (a, b) {

        return a + b

    });

};

console.log(add([1, 2, 3, 4],10));

好在有 map 和 reduce 函数，假如按照这个模式，现在要把每项加1,再汇总，那么我们需要更换map中的函数。

下面看一下柯里化实现：

var adder = function () {

    var _args = [];

    return function () {

        if (arguments.length === 0) {

            return _args.reduce(function (a, b) {

                return a + b;

            });

        }

        [].push.apply(_args, [].slice.call(arguments));

        return arguments.callee;

    }

};

var sum = adder();

console.log(sum);     // Function

sum(100,200)(300);    // 调用形式灵活，一次调用可输入一个或者多个参数，并且支持链式调用

sum(400);

console.log(sum());   // 1000 （加总计算）

上面 adder是柯里化了的函数，它返回一个新的函数，新的函数接收可分批次接受新的参数，延迟到最后一次计算。

通用的柯里化函数

更典型的柯里化会把最后一次的计算封装进一个函数中，再把这个函数作为参数传入柯里化函数，这样即清晰，又灵活。
例如每项乘以10, 我们可以把处理函数作为参数传入：

var currying = function (fn) {

    var _args = [];

    return function () {

        if (arguments.length === 0) {

            return fn.apply(this, _args);

        }

        Array.prototype.push.apply(_args, [].slice.call(arguments));

        return arguments.callee;

    }

};

var multi=function () {

    var total = 0;

    for (var i = 0, c; c = arguments[i++];) {

        total += c;

    }

    return total;

};

var sum = currying(multi);  

sum(100,200)(300);

sum(400);

console.log(sum());     // 1000  （空白调用时才真正计算）

这样 sum = currying(multi)，调用非常清晰，使用效果也堪称绚丽，例如要累加多个值，可以把多个值作为做个参数 sum(1,2,3)，也可以支持链式的调用，sum(1)(2)(3)

柯里化的基础

上面的代码其实是一个高阶函数（high-order function）, 高阶函数是指操作函数的函数，它接收一个或者多个函数作为参数，并返回一个新函数。此外，还依赖与闭包的特性，来保存中间过程中输入的参数。即：

函数可以作为参数传递
函数能够作为函数的返回值
闭包

柯里化的作用

延迟计算。上面的例子已经比较好低说明了。
参数复用。当在多次调用同一个函数，并且传递的参数绝大多数是相同的，那么该函数可能是一个很好的柯里化候选。
动态创建函数。这可以是在部分计算出结果后，在此基础上动态生成新的函数处理后面的业务，这样省略了重复计算。或者可以通过将要传入调用函数的参数子集，部分应用到函数中，从而动态创造出一个新函数，这个新函数保存了重复传入的参数（以后不必每次都传）。例如，事件浏览器添加事件的辅助方法：

 var addEvent = function(el, type, fn, capture) {

     if (window.addEventListener) {

         el.addEventListener(type, function(e) {

             fn.call(el, e);

         }, capture);

     } else if (window.attachEvent) {

         el.attachEvent("on" + type, function(e) {

             fn.call(el, e);

         });

     }

 };

每次添加事件处理都要执行一遍 if...else...，其实在一个浏览器中只要一次判定就可以了，把根据一次判定之后的结果动态生成新的函数，以后就不必重新计算。

var addEvent = (function(){

    if (window.addEventListener) {

        return function(el, sType, fn, capture) {

            el.addEventListener(sType, function(e) {

                fn.call(el, e);

            }, (capture));

        };

    } else if (window.attachEvent) {

        return function(el, sType, fn, capture) {

            el.attachEvent("on" + sType, function(e) {

                fn.call(el, e);

            });

        };

    }

})();

这个例子，第一次 if...else... 判断之后，完成了部分计算，动态创建新的函数来处理后面传入的参数，这是一个典型的柯里化。

Function.prototype.bind 方法也是柯里化应用

与 call/apply 方法直接执行不同，bind 方法将第一个参数设置为函数执行的上下文，其他参数依次传递给调用方法（函数的主体本身不执行，可以看成是延迟执行），并动态创建返回一个新的函数，这符合柯里化特点。

var foo = {x: 888};

var bar = function () {

    console.log(this.x);

}.bind(foo);               // 绑定

bar();                     // 888

下面是一个 bind 函数的模拟，testBind 创建并返回新的函数，在新的函数中将真正要执行业务的函数绑定到实参传入的上下文，延迟执行了。

Function.prototype.testBind = function (scope) {

    var fn = this;                    //// this 指向的是调用 testBind 方法的一个函数，

    return function () {

        return fn.apply(scope);

    }

};

var testBindBar = bar.testBind(foo);  // 绑定 foo，延迟执行

console.log(testBindBar);             // Function (可见，bind之后返回的是一个延迟执行的新函数)

testBindBar();                        // 888

这里要注意 prototype 中 this 的理解。

关于 bind 方法的更多内容请见我的另一篇博客：浅析 JavaScript 中的 Function.prototype.bind() 方法

相关的理念还有反柯里化 uncurrying，请见我的另一篇博客：浅析 JavaScript 中的函数 uncurrying 反柯里化

参考资料：
JS中的柯里化(currying)
JavaScript Patterns, by stoyan stefanov
为什么要柯里化（curry）
浅析 JavaScript 中的函数 uncurrying 反柯里化

码农公寓