fp-ts 介绍

FP,全称为函数式编程(Functional Programming)。函数式编程是一种编程范式,强调将计算过程视为数学函数的计算。

Function Composition

在函数式编程中,函数被视为第一类公民,可以作为参数传递、返回值返回,从而支持高度的抽象和组合。

函数组合(Function Composition),即将简单的函数组合成更复杂的函数。每个函数的结果作为下一个函数的参数传递,最后一个函数的结果是整个操作的结果。

例如:

const clear = (s:string): string => s.trim();
const length = (s: string): number => s.length;
const cal = (n: number): number => n+1;

const result = cal(length(clear("hello, fp-ts")));

这里虽然将多个函数组合在了一起,但从写法上可以看出,嵌套很深,可读性非常差,不符合人脑思维。这里还只是列举了三个函数,可想而知如果在工程代码中大量使用这种方式来组合庞大的函数,将是巨大的灾难。因此,如何将众多函数优雅合理且具有较好可读性的组合连接在一起就尤为重要。(记住这个例子,后面我们将使用两种fp-ts中常用的方式对其进行改进)

flow

根据官网定义flow是执行从左到右的函数组合。截取一部分flow的定义:

export declare function flow<A extends ReadonlyArray<unknown>, B>(ab: (...a: A) => B): (...a: A) => B
export declare function flow<A extends ReadonlyArray<unknown>, B, C>(
  ab: (...a: A) => B,
  bc: (b: B) => C
): (...a: A) => C
...

由此可得:

  1. flow将每个函数的输出作为下一个函数的参数传递;
  2. flow的第一个函数可以有任意数量的参数,其余函数必须只接受一个参数;

对上述例子进行改进:

const clear = (s:string): string => s.trim();
const length = (s: string): number => s.length;
const cal = (n: number): number => n+1;

const bestFlow = flow(clear, length, cal);

const result = bestFlow("hello, fp-ts");

pipe

根据官网定义pipe会将表达式的值传送到函数管道中。截取一部分pipe的定义:

export declare function pipe<A>(a: A): A
export declare function pipe<A, B>(a: A, ab: (a: A) => B): B
export declare function pipe<A, B, C>(a: A, ab: (a: A) => B, bc: (b: B) => C): C
...

由此可得:

  1. pipe的初始值作为第一个函数的参数传递,然后该函数的输出作为下一个函数的参数传递,依此类推;
  2. pipe的第一个参数是一个值(或一个表达式,因为每个表达式都会返回一个值);

对上述例子进行改进:

const clear = (s:string): string => s.trim();
const length = (s: string): number => s.length;
const cal = (n: number): number => n+1;

const result = pipe("hello, fp-ts", clear, length, cal);

在 fp-ts 这个函数式编程库中,flow 和 pipe 都是用来组合函数的工具,只是在使用方式和用途上有一些区别:

  • pipe 和 flow 都是用来组合函数的,按顺序执行一系列函数;
  • pipe 的参数是按顺序传递的,函数直接调用,增加了可读性;
  • flow 的参数是一个函数数组,更适合在代码中动态地组合一组函数;

无论选择使用哪个,都取决于你的个人偏好和具体的使用场景。它们都有助于编写更具有可读性和组合性的函数式代码。

常用 fp-ts Monad

fp-ts 提供了许多不同的 Monad 类型,用于在函数式编程中处理容器、副作用、异步操作等场景。这里根据处理问题的类型不同,介绍常见的Monad:

  • 同步可失败 - Option,Either
  • 同步不可失败 - IO
  • 异步不可失败 - Task
  • 异步可失败 - TaskEither

同步可失败: Option

nullundefined 是运行时错误的主要原因。TypeScript 在的检查只能在一定程度上保护我们进行识别,但我们必须自己做这些检查,且null 的使用也不够清晰,是表示“无值”还是“空值”的含义呢?

fp-ts 提供的Option能够对nullundefined进行表示。首先来看其定义:

type Option<A> = None | Some<A>;
interface None {
  readonly _tag: "None";
}
interface Some<A> {
  readonly _tag: "Some";
  readonly value: A;
}

Option 是一个包含可选类型 A 的“容器”,如果有值,它是 Some<A> 的实例。如果没有值,它是 None 的实例。另一种对Option的理解是,它可以被视为一个集合或可折叠的结构,要么包含一个元素,要么不包含任何元素。且由于其定义中None的定义,它表示可能失败的计算的效果。

同步可失败:Either

在 TypeScript 程序中处理错误条件最常见的方法是抛出错误,然后由调用者使用 try/catch 块来处理。在FP的代码世界中,我们不能这样直接throw error出去,即使有try/catch包裹也不行,因为这本身就是存在side effect的方式。

在函数式编程中处理可能失败的方式是使用 "Either" 。首先来看其定义:

type Either<E, A> = Left<E> | Right<A>;
interface Left<E> {
  readonly _tag: "Left";
  readonly left: E;
}
interface Right<A> {
  readonly _tag: "Right";
  readonly right: A;
}

Either代表两种可能类型中的一个值 EA。这里LeftRight 没有固有的含义。只是在常见的用法中,Left 用于表示失败或错误,而 Right 用于表示成功的结果。在 fp-ts 中,Either 仅用于处理可能失败的同步操作。

同步不可失败:IO

针对有side effect的计算,fp-ts可以使用IO进行表示。

export interface IO<A> {
  (): A
}

IO<A> 表示一种非确定性的同步计算,它可能引发副作用,生成类型为 A 的值,并且永远不会失败。

异步不可失败:Task

根据官方文档Task 表示一个将执行异步计算的函数,该计算会生成类型为 A 的值。需要执行该 Task 才能获取其值。执行 Task 永远不会失败,它会始终返回一个 Promise,该 Promise 将始终解析并永远不会拒绝。

interface Task<A> {
  (): Promise<A>
}

异步可失败:TaskEither

Node.js 是一个异步事件驱动的系统。异步代码可能很难编写,也很难理解。多年来,Node.js 提供了一些方法来改善这种体验,比如callbackPromisesasync/await。直接使用 Promises 可能会令人困惑, asyncawait 可以帮助我们将异步代码转换为同步代码,这样更容易理解,但它们无法帮助我们知道“这段代码可能会抛出错误”。

TaskEither可以帮助处理这种场景。

interface TaskEither<E, A> extends Task<Either<E, A>> {}

TaskEither<E, A> 表示一个异步计算,它可以生成类型为 A 的值,也可能在发生错误时生成类型为 E 的错误。

还是不好理解?根据上述 Task 的定义,我们可以对 TaskEither 进行如下等价变形

TaskEither<E, A>   <=>   Task<Either<E, A>>    <=>    () => Promise<Either<E, A>>

TaskEither是一个 Task,它在执行时返回一个 Promise,该 Promise 在成功时解析为 Right<A> 实例,或在发生错误时解析为 Left<E> 实例。

以上解释并列举了fp-ts中常见Monad,具体使用场景要根据需求进行选择。例如对网络请求的实现,由于网络请求是异步的,且在请求处理过程中可能出错,则选择使用异步可失败的 TaskEither ;对于打日志,生成UUID等存在副作用的函数,且通常使用第三方库生成,则选择同步不可失败的IO;对于代码库中常见的业务逻辑,如果是同步且可能产生错误的处理,根据是否需要识别不同的错误类型,选择使用OptionEither

参考文献

Introduction to fp-ts - Part1
Introduction to fp-ts - Part2

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
禁止转载,如需转载请通过简信或评论联系作者。
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 211,948评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,371评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,490评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,521评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,627评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,842评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,997评论 3 408
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,741评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,203评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,534评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,673评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,339评论 4 330
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,955评论 3 313
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,770评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,000评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,394评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,562评论 2 349

推荐阅读更多精彩内容