JavaScript函數式編程之函子

来源:https://www.cnblogs.com/fengbaba/archive/2022/10/23/16819958.html
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函子(Functor) 函子是一個特殊的容器，通過一個普通對象來實現，該對象具有map方法，map方法可以運行一個函數對值進行處理（變形關係），容器包含值和值變形關係（這個變形關係就是函數）。函數式編程中解決副作用的存在 函數式編程的運算不直接操作值，，而是由函子完成 函子就是一個實現了map契約的 ...


函子(Functor)

函子是一個特殊的容器，通過一個普通對象來實現，該對象具有map方法，map方法可以運行一個函數對值進行處理（變形關係），容器包含值和值變形關係（這個變形關係就是函數）。函數式編程中解決副作用的存在

  • 函數式編程的運算不直接操作值，，而是由函子完成
  • 函子就是一個實現了map契約的對象
  • 我們可以把函子想象成一個盒子，盒子裡面封裝了一個值
  • 想要處理盒子中的值，我們需要給盒子的map方法傳遞一個處理值的函數（純函數），由這個函數來對值進行處理
  • 最終map方法返回一個包含新值所在的盒子（函子）

根據函子的定義我們創建一個函子

// functor 函子
class Container {
  constructor (value) {
    // 函子內部保存這個值。下劃線是不想外部訪問
    this._value = value
  }

  // map 方法接收一個處理值的函數
  map (fn) {
    return new Container(fn(this._value))
  }
}

此時就已經創建了一個函子但是這是面向對象的方式來創建的，換成用函數式編程來寫一個函子

class Container {
  constructor (value) {
    this._value = value
  }

  map (fn) {
    return Container.of(fn(this._value))
  }

  static of (value) {
    return new Container(value)
  }
}

let x = Container.of(5).map(x => x + 1).map(x => x - 1)

但是這個函子還是存在一些問題，比如空值的時候就會報錯, 會讓我們的函子變的不純，我們需要去攔截空值錯誤，我們創建一個方法去判斷是否為空值，如果是控制我們直接返回一個空值的函子，如果有值再去處理，這個時候就需要使用MayBe函子

let x = Container.of(null).map(x => x + 1).map(x => x - 1)

MayBe 函子

我們在編程的過程中可能會遇到很多錯誤，需要對這些錯誤做相應的處理，MayBe函子的作用就是可以對外部的空值情況做處理（控制副作用在允許的範圍）

// MayBe 函子
class MayBe {
  constructor (value) {
    this._value = value
  }

  map (fn) {
    return this.isNothing() ? MayBe.of(null) : MayBe.of(fn(this._value))
  }

  isNothing () {
    return this._value === undefined || this._value === null
  }

  static of (value) {
    return new MayBe(value)
  }
}

let x = MayBe.of(null)
  .map(x => x + 1)
  .map(x => x - 1)
console.log(x)

這個時候我們已經能正常執行了，但是現在出現了空值的函子，但是我們不知道那個地方出現了空值，所以我們創建兩個函子一個是正常的處理一個是出現錯誤情況處理，正常的就按照正常的方式創建，錯誤的是是否我們把map方法改造一下讓她不再處理回調函數，直接返回一個空值的MayBe函子，這樣就記錄下了錯誤信息Eitcher 函子就是來處理這種情況的

Either函子

Eitcher 類似於 if else 的處理，兩者中的任何一個，異常會讓函數變的不純，Eitcher函子可以用來做異常處理

// 因為是二選一，所以定義兩個類 Left 和 Right

// 記錄錯誤信息的
class Left {
  constructor (value) {
    this._value = value
  }

  map (fn) {
    return this
  }

  static of (value) {
    return new Left(value)
  }
}

// 正常處理
class Rgiht {
  constructor (value) {
    this._value = value
  }

  map (fn) {
    return Rgiht.of(fn(this._value))
  }

  static of (value) {
    return new Rgiht(value)
  }
}

function parseJson (str) {
  try {
    return Rgiht.of(JSON.parse(str))
  } catch (err) {
    return Left.of({ message: err.message })
  }
}

// 故意傳入錯誤的數據
let r = parseJson('{ name: "2" }')
r.map(x => x.name.toUpperCase())
console.log(r)

IO 函子

IO 函子中的 _value 是一個函數， 這裡把函數作為值來處理， IO 函子可以吧不純的動作儲存到_value中，延遲這個不純的操作（惰性執行），保證當前的操作是純的，延遲把不純的操作到調用者來處理

const fp = require('lodash/fp')

// IO 函子
class IO {
  constructor (fn) {
    this._value = fn
  }
  static of (value) {
    return new IO(function () {
      return value
    })
  }
  map (fn) {
    // 把當前的value 和傳入的fn 函數組合成一個新的函數
    return new IO(fp.flowRight(fn, this._value))
  }
}

let r = IO.of(process).map(x => x.execPath)

console.log(r)
console.log(r._value())

IO 函子內部幫我們包裝了一些函數，當我們傳遞函數的時候有可能這個函數是一個不純的操作，不管這個函數純與不純，IO這個函子在執行的過程中它返回的這個結果始終是一個純的操作，我們調用map的時候始終返回的是一個函子，但是IO函子這個_value屬性他裡面要去合併很多函數，所以他裡面可能是不純的，把這些不純的操作延遲到了調用的時候，也就是我們通過IO函子控制了副作用的在可控的範圍內發生

實現 liunx 下 cat 命令

const fp = require('lodash/fp')

// IO 函子
class IO {
  constructor (fn) {
    this._value = fn
  }
  static of (value) {
    return new IO(function () {
      return value
    })
  }
  map (fn) {
    // 把當前的value 和傳入的fn 函數組合成一個新的函數
    return new IO(fp.flowRight(fn, this._value))
  }
}

let r = IO.of(process).map(x => x.execPath)

function readFile (fileName) {
  return new IO(() => fs.readFileSync(fileName, 'utf-8'))
}

function print (x) {
  return new IO(() => {
    console.log(x)
    return x
  })
}

let cat = fp.flowRight(print, readFile)

console.log(cat('package.json')._value()._value())

此時IO函子出現了嵌套的問題，導致調用嵌套函子中的方法就必須要要._value()._value() 這樣來執了，嵌套了幾層就需要幾層調用

Folktale

Folktale 是一個標準的函數式編程庫，和lodash不同的是，他沒有提供很多功能函數，只提供了一些函數式處理的操作，例如：compose、curry等，一些函子 Task、Either、MayBe等，

Folktale 中的curry 與compose的簡單使用

const { compose, curry } = require('folktale/core/lambda')
const { toUpper, first } = require('lodash/fp')

// 與lodash區別，第一個參數指明後面參數的個數
let f = curry(2, (n1, n2) => n1 + n2)

console.log(f(1, 2))

// compose 就是函數組合 lodash 中的函數組合是 flowRight
let f2 = compose(toUpper, first)

console.log(f2(['one', 'two']))

Folktale 中的 task 函子

函子可以處理非同步任務，在非同步任務中會通往地獄之門的回調，而使用task 函子可以避免回調的嵌套，詳細請看官方文檔

// Task 非同步任務
const { task } = require('folktale/concurrency/task')
const { split, find } = require('lodash/fp')
const fs = require('fs')

function readFile (filename) {
  return task(resolver => {
    fs.readFile(filename, 'utf-8', (err, data) => {
      if (err) {
        resolver.reject(err)
      }
      resolver.resolve(data)
    })
  })
}

readFile('package.json')
  .map(split('\n'))
  .map(find(x => x.includes('version')))
  // 執行讀取文件
  .run()
  .listen({
    onRejected(err) {
      console.log(err)
    },
    onResolved(value) {
      console.log(value)
    }
  })

Pointed函子

Pointed函子 是實現了of靜態方法， of 方法是為了避免使用new 來創建對象，更深層次含義是of方法把值放到上下文Context（把值放到容器中，使用map 來處理值）

class Container {
  constructor (value) {
    this._value = value
  }
	static of () {
    return new Container(value)
  }
  map (fn) {
    return new Container(fn(this._value))
  }
}

Monad函子

解決函子嵌套的問題，Monad 函子是可以變扁的 Pointed 函子 IO(IO)，一個函子如果具有join和of兩個方法並遵循一些定律就是一個Monad

class IO {
  constructor (fn) {
    this._value = fn
  }
  static of (value) {
    return new IO(function () {
      return value
    })
  }
  map (fn) {
    return new IO(fp.flowRight(fn, this._value))
  }

  join () {
    return this._value()
  }

  // 同時調用 join 和 map
  flatMap (fn) {
    return this.map(fn).join()
  }
}

function readFile (fileName) {
  return new IO(() => fs.readFileSync(fileName, 'utf-8'))
}

function print (x) {
  return new IO(() => {
    return x
  })
}

let r = readFile('package.json').flatMap(print).join()

console.log(r)

當我們想要去調用一個方法，這個方法返回一值的時候我們去調用map方法，當我們想要去調用一個方法，這個方法返回一個函子的時候我們去調用flatMap方法

原文地址:https://kspf.xyz/archives/17
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