高级函数技巧-函数柯里化

我们经常说在Javascript语言中， 函数 是“一等公民”，它们本质上是十分简单和过程化的。可以利用函数，进行一些简单的数据处理， return 结果，或者有一些额外的功能，需要通过使用闭包来实现，最后经常会 return 匿名函数。

如果你对函数式编程有一定了解， 函数柯里化 （function currying）是不可或缺的，利用函数柯里化，可以在开发中非常优雅的处理复杂逻辑。

函数柯里化

柯里化（Currying）,维基百科上的解释是，把接受多个参数的函数转换成接受一个单一参数的函数

先看一个简单例子

// 柯里化
    var foo = function(x) {
        return function(y) {
            return x + y
        }
    }
    
    foo(3)(4)       // 7

    
    // 普通方法
    var add = function(x, y) {
        return x + y;
    }
    
    add(3, 4)       //7

本来应该一次传入两个参数的add函数，柯里化方法，变成每次调用都只用传入一个参数，调用两次后，得到最后的结果。

再看看，一道经典的面试题。

编写一个sum函数，实现如下功能：
 console.log(sum(1)(2)(3)) // 6.

直接套用上面柯里化函数，多加一层 return

function sum(a) {
        return function(b) {
            return function(c) {
                return a + b + c;
            }
        }
    }

当然，柯里化不是为了解决面试题，它是应函数式编程而生，

如何实现

还是看看上面的经典面试题。

如果想实现 sum(1)(2)(3)(4)(5)...(n) 就得嵌套 n-1 个匿名函数，

function sum(a) {
        return function(b) {
             ...
            return function(n) {
                
            }
        }
    }

看起来并不优雅，如果我们预先知道有多少个参数要传入，可以利用递归方法解决

var add = function(num1, num2) {
        return num1 + num2;
    }
    
    // 假设 sum 函数调用时，传入参数都是标准的数字
    function curry(add, n) {
       var count = 0,
           arr = [];
           
       return function reply(arg) {
           arr.push(arg);
           
           if ( ++count >= n) {
               //这里也可以在外面定义变量，保存每次计算后结果
               return arr.reduce(function(p, c) {
                   return p = add(p, c);
               }, 0) 
           } else {
               return reply;
           }
       }
    }
    var sum = curry(add, 4);
    
    sum(4)(3)(2)(1)  // 10

如果调用次数多于约定数量， sum 就会报错，我们就可以设计成类似这样

sum(1)(2)(3)(4)(); // 最后传入空参数，标识调用结束，

只需要简单修改下 curry 函数

function curry(add) {
       var arr = [];
       
       return function reply() {
         var arg = Array.prototype.slice.call(arguments);
         arr = arr.concat(arg);
         
          if (arg.length === 0) { // 递归结束条件，修改为 传入空参数
              return arr.reduce(function(p, c) {
                  return p = add(p, c);
              }, 0)
          } else {
              return reply;
          }
      }
    }
  
  console.log(sum(4)(3)(2)(1)(5)())   // 15

简洁版实现

上面针对具体问题，引入柯里化方法解答，回到如何实现创建柯里化函数的通用方法。

同样先看简单版本的方法，以 add 方法为例，代码来自《JavaScript高级程序设计》

function curry(fn) {
    var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);
    return function() {
        var innerArgs = Array.prototype.slice.call(arguments);
        var finalArgs = args.concat(innerArgs);
        return fn.apply(null, finalArgs);
    };
}

function add(num1, num2) {
    return num1 + num2;
}
var curriedAdd = curry(add, 5);

var curriedAdd2 = curry(add, 5, 12);

alert(curriedAdd(3))    // 8
alert(curriedAdd2())    // 17

加强版实现

上面add函数，可以换成任何其他函数，经过curry函数处理，都可以转成柯里化函数。

这里在调用curry初始化时，就传入了一个参数，而且返回的函数 curriedAdd , curriedAdd2 也没有被柯里化。要想实现更加通用的方法，在柯里化函数真正调用时，再传参数，

function curry(fn) {
     ...
 }

function add(num1, num2) {
    return num1 + num2;
}

var curriedAdd = curry(add);

curriedAdd(3)(4) // 7

每次调用 curry 返回的函数，也被柯里化，可以继续传入一个或多个参数进行调用，

跟上面 sum(1)(2)(3)(4) 非常类似,利用递归就可以实现。 关键是递归的出口，这里不能是传入一个空参数的调用， 而是原函数定义时，参数的总个数，柯里化函数调用时，满足了原函数的总个数，就返回计算结果，否则，继续返回柯里化函数 。

原函数的入参总个数，可以利用 length 属性获得

function add(num1, num2) {
    return num1 + num2;
}

add.length // 2

结合上面的代码，

var curry = function(f) {
      var len = f.length;
      
        return function t() {
          var innerLength = arguments.length,
            args = Array.prototype.slice.call(arguments);
            
          if (innerLength >= len) {   // 递归出口，f.length
             return f.apply(undefined, args)
          } else {
            return function() {
              var innerArgs = Array.prototype.slice.call(arguments),
                allArgs = args.concat(innerArgs);
                
              return t.apply(undefined, allArgs)
            }
          }
        }
    }
    
   // 测试一下
  function add(num1, num2) {
    return num1 + num2;
  }

   var curriedAdd = curry(add);
   add(2)(3);     //5

  // 一个参数
  function identity(value) {
     return value;
 }

   var curriedIdentify = curry(identify);
   curriedIdentify(4) // 4

到此，柯里化通用函数可以满足大部分需求了。

在使用 apply 递归调用的时候，默认传入 undefined, 在其它场景下，可能需要传入 context， 绑定指定环境

实际开发，推荐使用 lodash.curry , 具体实现，可以参考下 curry源码

使用场景

讲了这么多curry函数的不同实现方法，那么实现了通用方法后，在那些场景下可以使用，或者说使用柯里化函数是否可以真实的提高代码质量，下面总结一下使用场景

• 参数复用

  在《JavaScript高级程序设计》中简单版的curry函数中

  var curriedAdd = curry(add, 5)

  在后面，使用curriedAdd函数时，默认都复用了 5 ,不需要重新传入两个参数

• 延迟执行

  上面传入多个参数的 sum(1)(2)(3) ,就是延迟执行的最后例子，传入参数个数没有满足原函数入参个数，都不会立即返回结果。

  类似的场景，还有绑定事件回调，更使用bind()方法绑定上下文，传入参数类似，

  addEventListener('click', hander.bind(this, arg1,arg2...))
     
     addEventListener('click', curry(hander))

  延迟执行的特性，可以避免在执行函数外面，包裹一层匿名函数，curry函数作为回调函数就有很大优势。

• 函数式编程中，作为compose, functor, monad 等实现的基础

  有人说柯里化是应函数式编程而生，它在里面出现的概率就非常大了，在 JS 函数式编程指南 中，开篇就介绍了柯里化的重要性。

关于额外开销

函数柯里化可以用来构建复杂的算法 和 功能， 但是 滥用 也会带来额外的开销。

从上面实现部分的代码中，可以看到，使用柯里化函数，离不开闭包， arguments， 递归。

闭包，函数中的变量都保存在内存中，内存消耗大，有可能导致内存泄漏。

递归，效率非常差，

arguments, 变量存取慢，访问性很差,

参考链接

• JS 函数式编程指南
• 邂逅函数柯里化

• 掌握JavaScript函数的柯里化