大前端~Functor(函子)

为什么要学习函子

在函数式编程中如何把副作用 控制在可控的范围内、异常处理、异步操作等。

什么是Functor

  • 容器:包含值和值的变形关系(这个变形关系就是函数)
  • 函子:时一个特殊的容器,通过一个普通的对象来实现,该对象具有map方法,map方法可以运行一个函数运行对值进行处理(变形关系)

Functor 函子

// functor 
// 一个容器,包裹一个值
class Container {
    // of静态方法,可以省略new关键词创建对象
    static of(value) {
        return new Container(value);
    }
    constructor(value) {
        this._value = value;
    }
    // map 方法,传入变形关系,将容器内的每一个值映射到另一个容器
    map(fn) {
        return Container.of(fn(this._value));
    }
}
let r = Container.of(5)
    .map(x => x + 1)
    .map(x => x * x)
console.log(r);
  • 总结

    • 函数式编程的运行不直接操作值,而是由函子完成
    • 函子就是实现了一个map契约的对象
    • 我们可以把函子想象成一个盒子,这个盒子里封装了一个值
    • 要处理盒子中的值,我们要给盒子的map方法传递一个处理值的函数(纯函数),由这个函数来对值进行处理
    • 最终map返回一个包含新值的盒子(函子)
  • 在 Functor 中如果我们传入 null 或 undefined

    // 值如果不小心传入了空值(副作用)
    Container.of(null)
    .map(x => x.toUpperCase())
    // TypeError: Cannot read property 'toUpperCase' of null
    

Maybe

  • 作用:可以对外部的空值进行处理(控制副作用在允许的范围)
class Maybe {
    static of(value) {
        return new MayBe(value)
    }
    constructor(value) {
        this._value = value;
    }
    map(fn) {
        return this.isNothing() ? Maybe.of(null) : Maybe.of(fn(this._value))
    }
    isNothing() {
        return this._value === null || this._value === undefined
    }
}
let r = Maybe.of('Hello World')
    .map(x => x.toUpperCase())
    .map(x => null)
console.log(r);
  • 在Maybe函子中很难确定是在哪一步产出了空值
Maybe.of('hello world') 
  .map(x => x.toUpperCase()) 
  .map(x => null)
  .map(x => x.split(' '))
// => Maybe { _value: null }

Either 函子

class Left {
    static of(value) {
        return new Left(value);
    }
    constructor(value) {
        this._value = value;
    }
    map(fn) {
        return this;
    }
}
class Right {
    static of(value) {
        return new Right(value);
    }
    constructor(value) {
        this._value = value;
    }
    map(fn) {
        return Right.of(fn(this._value));
    }
}
// let l = Left.of(12).map(x => x + 2);
// let r = Right.of(12).map(x => x + 2);
// console.log(l);
// console.log(r);
const parseJSON = json => {
    try {
        return Right.of(JSON.parse(json));
    } catch (error) {
        return Left.of(error.message);
    }
}
const r = parseJSON('{"name":"oeo"}')
    .map(x => x.name.toUpperCase());
console.log(r);

IO

  • IO函子中的_value是一个函数,这里把函数作为值来处理
  • IO函子可以把不纯的动作存到 _value中,延迟执行这个不纯的操作(惰性执行),包装当前的操作纯
  • 把不纯的操作交给调用者处理
const fp = require('lodash/fp');
class IO {
    static of(value) {
        return new IO(function () {
            return value;
        })
    }
    constructor(fn) {
        this._value = fn;
    }
    map(fn) {
        // 把当前的value和传入的fn组合成一个新的函数
        return new IO(fp.flowRight(fn, this._value));
    }
}
// 调用
const io = IO.of(process).map(p => p.execPath);
console.log(io._value())

Task 函子 folktale

  • folktale是一个标准的函数式编程库
  • task异步执行
const { task } = require('folktale/concurrency/task');
const { split, find, includes } = require('lodash/fp');
const fs = require('fs');

const readFile = filename => {
    return task(resolver => {
        fs.readFile(filename, 'utf-8', (err, data) => {
            if (err) resolver.reject(err)
            resolver.resolve(data)
        })
    })
}
readFile('package-lock.json')
    .map(split('\n'))
    .map(find(includes('version')))
    .run()
    .listen({
        onRejected: err => {
            console.log(err);
        },
        onResolved: data => {
            console.log(data);
        }
    })

Pointed

  • Pointed函子是实现of静态方法的函子
  • of方法是为了避免用new来创建对象,更深层的含义是of方法用来把值放到上下文Context(把值放到容器中,使用map来处理值)

Monad

  • Monad函子是可以变扁的Pointed函子, IO(IO(x))
  • 一个函子如果有join和of两个方法并遵守一些定律就是一个Monad
const fs = require('fs');
const fp = require('lodash/fp');
class IO {
    static of(value) {
        return new IO(function () {
            return value;
        })
    }
    constructor(fn) {
        this._value = fn;
    }
    map(fn) {
        return new IO(fp.flowRight(fn, this._value));
    }
    join() {
        return this._value();
    }
    flatMap(fn) {
        return this.map(fn).join();
    }
}
let readFile = function (filename) {
    return new IO(function () {
        return fs.readFileSync(filename, 'utf-8')
    })
}
let print = function (x) {
    return new IO(function () {
        console.log(x);
        return x;
    })
}
const r = readFile('package-lock.json')
    .map(fp.toUpper)
    .flatMap(print)
    .join()
console.log(r);
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