函数式编程基本概念理解二:Compose

composition(组合) 是函数式编程的基石。但是实现组合并不是一件简单直接的事情。除了前一节我们介绍的概念,还需要基础的数学知识。


从数学说起


先看个公式:

若  y = f(x),z=g(y) , 则 z= g(f(x))

这个我们都是认可的,因为两个 y是指同一个值。那我们变一下:

 若 y' = f(x) , z=g(y'') , 则 z  ?? 

这里 z应该怎么写? 我们犯难了,因为 y'y'' 不一定是同一个值,如果再有一个函数m, 使得y'' = m(y')z = g(f(m(y')))。这个函数 m即是 y'y''的映射, 写出来就是 y => m(y)。 这样的函数在编程语言中是很常见的,比如 Array.map, Int.toString 等都是这样的函数。


Compose (组合)


看了上面的问题,我们这里讨论下组合即满足集合的条件。组合其实就是拼接。


image.png

一般来说,要拼接,要满足以下规则:

  1. 顺序性,链接的各个部件之间要有顺序。
  2. 可拼接性,前一个尾部连接点和后面的链接点个数量,类型要匹配。

回到我们的编程世间里,上面说的要链接的部件其实就是变量和函数。(也就解释了在函数式编程中函数为什么是一等公民,因为他要跟变量一样可以被赋值和传递。)所以顺序性就是函数和变量的顺序。这个可以有业务和逻辑可以来保证。那可拼接性就是前一个变量 / 函数入参的个数和类型要近跟着的一致,这不是一个简单的事情。

首先,对于函数来说,入参是不确定,从 0 ... n 都是有可能的, 且类型可以同一个转换函数 m解,数量怎么解决?更严重的问题是函数的返回值永远只有一个。如何让一个函数返回值,满足一个函数入参?聪明的你可能会马上说道,那用一个 object 就可以了。

对就是这样解决的,我们将函数入参全部封装的一个 object 中,然后在前一个函数中返回同样类型的 object.


Pipe / Flow


再看我们数学公式 z = g(f(m(y))),这是个简单逻辑,如果复杂点: z = i(h(g(f(m(y'))))) 等复杂的嵌套逻辑我们称之为洋葱代码。那能有更简单灵活的写法吗?

pipeflowfp-ts提供的最常用的简单化的组合函数。 pipe 是计算组合中等到的值,而 flow是组合的逻辑,不包括值.
用公式表示:

若 z = g(f(m(y))) = g*f*m(y)

则 pipe = g*f*m(y), flow = g*f*m

用代码例子:

import { flow, pipe } from 'fp-ts/function';

interface Point {
    x: number,
    y: number
}

const moveRight5 = (p: Point) => ({ x: p.x - 5, y: p.y });
const moveDown5 = (p: Point) => ({ x: p.x, y: p.y - 5 });

const start = { x: 3, y: 5 };
pipe(start, moveRight5, moveDown5);
pipe(start, flow(moveRight5, moveDown5));

搞定,但并未没有结束,因为组合还有一个条件就是可预测性或者可规划性

  1. 可规划性,能够按照既定的规则

当我们在玩高级的托马斯火车的轨道时,我们时预制了机关的,对于不同的火车经过的时候按照火车自己的属性进入不行的路径,而不改变轨道的配置。对应到上面的例子,我们只能在 Happy path 下运行完成。一旦 start 是个 {} 或者 moveRight5 中出现了异常,这个流程就进行不下去了。

这个问题我们在下一节继续讨论。

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