什么是柯里化 (Currying)?

2020/10/17

柯里化(Currying)是一种关于函数的高阶技术,它是一种对函数的转换,将一个函数调用从 f(a, b, c) 的形式转换为 f(a)(b)(c) 的形式。柯里化本身不会调用函数,它只是对函数进行转换。

让我们先来看一个例子,以更好地理解我们正在讲的内容,然后再进行一个实际应用。

我们将创建一个辅助函数 curry(f),该函数将对两个参数的函数 f 执行柯里化。换句话说,对于两个参数的函数 f(a, b) 执行 curry(f) 会将其转换为以 f(a)(b) 形式调用的函数:

// curry(f) 执行柯里化转换
function curry(f) {
  return function(a) {
    return function(b) {
      return f(a, b)
    }
  }
}

// 用法
function sum(a, b) {
  return a + b
}

const curriedSum = curry(sum)

curriedSum(1)(2)// 3

正如你所看到的,实现非常简单:只有两个包装器(wrapper)

  • curry(sum) 的结果就是一个包装器 function(a)
  • 当它被像 curriedSum(1) 这样调用时,它的参数会被保存在词法环境中,然后返回一个新的包装器 function(b)
  • 然后这个包装器被以 2 为参数调用,而它将该调用传递给原始的 sum 函数

柯里化更高级的实现,例如 lodash 库的 _.curry,会返回一个包装器,该包装器允许函数被正常调用或者以偏函数(partial)的方式调用:

function sum(a, b) {
  return a + b
}

const curriedSum = _.curry(sum) // 使用来自 lodash 库的 _.curry

console.log(curriedSum(1, 2)) // 3,仍可正常调用
console.log(curriedSum(1)(2)) // 3,以偏函数的方式调用

为什么需要柯里化?

要了解它的好处,我们需要一个实际中的例子。

例如,我们有一个用于格式化输出信息的日志函数 log(date, importance, message)。在实际项目中,此类函数具有很多有用的功能,例如通过网络发送日志,在这儿我们仅使用 console.log

function log(date, importance, message) {
  console.log(`[${date.getHours()}:${date.getMinutes()}] [${importance}] ${message}`)
}

让我们将它柯里化:

log = _.curry(log)

柯里化之后,log 仍正常运行:

log(new Date(), "DEBUG", "some debug")  // log(a, b, c)

也可以以柯里化形式运行:

log(new Date())("DEBUG")("some debug") // log(a)(b)(c)

现在,我们可以轻松地为当前日志创建便捷函数:

// logNow 会是带有固定第一个参数的日志的偏函数
const logNow = log(new Date())

// 使用它
logNow("INFO", "message") // [HH:mm] INFO message

现在,logNow 是具有固定第一个参数的 log,换句话说,就是更简短的“偏应用函数(partially applied function)”或“偏函数(partial)”。

我们可以更进一步,为当前的调试日志(debug log)提供便捷函数:

const debugNow = logNow("DEBUG")

debugNow("message") // [HH:mm] DEBUG message

柯里化高级实现

实现代码相当简洁:

function curry(func) {
  return function curried(...args) {
    if (args.length >= func.length) { // (1)
      return func.apply(this, args)
    } else {
      return function(...args2) { // (2)
        return curried.apply(this, args.concat(args2))
      }
    }
  }
}

它也很容易理解,curry(func) 调用的结果是返回包装器 curried, 当我们运行它时,这里有两个执行分支:

  1. 如果传入的 args 长度与原始函数所定义的参数长度(func.length)相同或者更长,那么将调用传递给原始函数即可。
  2. 否则,返回另一个包装器(偏函数),它将之前传入的参数与新的参数合并,然后重新调用 curried。在新一轮的调用中,重复 1,2 步骤。

用例:

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

const curriedSum = curry(sum)

curriedSum(1, 2, 3) // 6,仍然可以被正常调用
curriedSum(1)(2,3) // 6,对第一个参数的柯里化
curriedSum(1)(2)(3) // 6,全柯里化