函数式编程之函子

2401_84093407

于 2024-05-16 12:46:17 发布

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分类专栏：程序员文章标签： java 开发语言

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`MayBe.of(‘string’).map( x => x.toUpperCase())

// Maybe { value: ‘STRING’}`

x => x.toUpperCase() 我们来看这里，假设 x 是 null 或者 undefined的话，是没有 toUpperCase 的方法的，这样程序就会报错。但是别担心，我们已经将对 null 和 undefined 的处理交给 MayBe 函子了，还记得 isNothing 吗？我们来试一下

`MayBe.of(null).map( x => x.toUpperCase());

// Maybe { value: null}

null.toUpperCase();

// Uncaught TypeError: Cannot read property ‘toUpperCase’ of null`

看，代码没有在 null 或者 undefined 下面崩溃，因为我们已经把值封装到了一个安全容器 MayBe 内，我们在用一种声明式的方式处理 null 值。

在普通的命令式方法中，我们可能会这么写

`let value = ‘value’;

if(value != null || value != undefined){

return value.toUpperCase();

上面代码与 map 做了同样的事情，但是 map 省略了检查所需的步骤，不必关心这些暗藏的变量就能得到结果值。并且可以链式调用 map 函数，如

`MayBe(‘George’).map(x => x.toUpperCase()).map( x => 'Mr. ’ + x);

// MayBe { value : ‘Mr. GEORGE’}`

是不是和 Promise 非常相似？看上去很舒服。我们来看一下 MayBe 的两个重要属性

一是即使传入 null 或 undefined，它也可以正确的处理，不论哪一环传入 undefined 都可以正确处理，我们再看一个例子

`MayBe(‘George’).map(x => undefined).map( x => 'Mr. ’ + x);

// MayBe { value : null}`

这符合我们的预期。

二是所有的 map 函数都会被调用，无论它是否接收到 null 或者 undefined。直到最后一个 map。

8.2.3 真实用例

既然 MayBe 是一个可以持有任何值的容器，那么它也可以持有数组。假设你编写了一个 API 去获取掘金的数据，如 newest（最新）、popular（热门）或 comment（评论）。

`let getJueJinPosts = type =>{

let response;

try{

response = JSON.parse(request(‘GET’,‘https://juejin.im/timeline?sort=’ + type))

} catch (err){

response = {message: ‘Something went wrong’,errorCode: err[‘statusCode’]}

}

return response

这个函数访问了 url 并获得了响应，如果出现问题，则会捕捉错误并返回错误信息。

调用方法如下

`getJueJinPosts(‘newest’);

// 返回数据格式如下

{

d:{total: 20,entrylist:Array(20)}

m:“ok”,

s:1

其中 entrylist 数据格式如下

外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

其中某一条格式又如下

外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

我们需要从响应中获取包含 originalUrl 和 title 的 JSON 对象数组。记住，如果我们传入了一个无效的 type，如 test，它将会返回一个不包含 d 或 entrylist 属性的错误响应。

我们可以用 MayBe 实现此逻辑，代码如下

`let getJueJinData = type => {

let response = getJuejinPosts(type); // 获取数据

return MayBe.of(response).map(arr => arr[‘d’])

.map(arr => arr[‘entrylist’])

.map(arr => arr.map( ele => {

return {‘title’:ele.title,‘url’: ele.originalUrl}

}))

下面分析一下 getJueJinData 的运行机制

我们先获取数据，封装到 MayBe 的上下文中。然后使用 map 方法执行了链式调用，这将从响应结构中返回 entrylist 数组对象。在最后一个 map 中，我们遍历了这个数组对象的每一个元素，并将它的 title 和 url 取了出来。

如果我们用一个正确的 type 调用它，比如 newest，将会返回给我们由 title 和 url 组成的正确的数据，保存在 MayBe 中，结构如下

`MayBe {

value: [

{title:…,url:…},

…

]

getJueJinData 的巧妙之处在于对逻辑流中可能出现的 null 或者 undefined 的处理。如果有人用 test 调用了这个方法，将会返回如下 JSON

{message： 'Something went wrong',errorCode: 404}

也就是说它的 d 和 entrylist 将为 undefined！下面来试一下

`getJueJinData(‘test’);

// MayBe { value: null}`

不会抛出任何错误，尽管 map 函数尝试从响应里面获取 d，但它返回了 MayBe.of(null)，因此，相应的 map 不会应用得到传入的函数，正如我们之前说的那样。

我们可以明显感受出来 MayBe 能够轻松的处理所有 undefined 或 null 的错误，正如我们之前讨论的那样。而且它看上去是如此的声明式！这就是关于 MayBe 函子的全部知识了，下一节我们将看看 Either 的函子。

8.3 Either 函子

本节将创建一个名为 Either 的新函子。它能解决分支拓展问题。什么意思呢，还是来看个例子

`MayBe(‘George’).map(x => undefined).map( x => 'Mr. ’ + x);

// MayBe { value : null}`

这是上一节的代码，但是我们如何知道哪一个分支出了问题呢？哪一个分支在检查 undefined 或 null 值时执行失败了呢？显然我们不能通过 MayBe 函子来解决该问题。但是这也不意味着 MayBe 存在缺陷，只不过某些时候我们需要一个比 MayBe 更好的函子（当你有很多个嵌套的 map 时）。此处就是 Either 发挥作用的地方

8.3.1 实现 Either 函子

我们已经了解了 Either 要解决的问题，下面看它的实现

`const Nothing = function(val){

this.value = val;

}

Nothing.of = function(val){

return new Nothing(val)

}

Nothing.prototype.map = function(f){

return this;

}

const Some = function(val){

this.value = val;

}

Some.of = function(val){

return new Some(val);

}

Some.prototype.map = function(fn){

return Some.of(fn(this.value))

我们实现了两个函数，名为 Some 和 Nothing。可以看到，Some 是一个 Container 的副本，只不过换了一个名称。有趣的部分是 Nothing。它也是一个 Container，但其 map 不执行给定的函数，而只返回对象本身。那么这有什么用呢？来看个例子

`Some.of(‘test’).map(x => x.toUpperCase());

// Some {value: ‘TEST’};

Nothing.of(‘test’).map(x => x.toUpperCase());

// Nothing {value: ‘test’};`

如上所示，在 Some 和 Nothing 的 map 函数中传入了相同的值，一个返回本身，一个返回结果。所以这两个应该是用来做对比的吧（一个猜测，不一定对，往后看。事实证明错了）。

我们把这两个对象封装到 Either 对象中。

`const Either = {

Some: Some,

Nothing: Nothing

8.3.2 掘金例子的 Either 版本

掘金例子的 MayBe 版本如下

`let getJueJinData = type => {

let response = getJuejinPosts(type); // 获取数据

return MayBe.of(response).map(arr => arr[‘d’])

.map(arr => arr[‘entrylist’])

.map(arr => arr.map( ele => {

return {‘title’:ele.title,‘url’: ele.originalUrl}

}))

传入一个错误的 type，比如 unknown：

`getJueJinData(‘unknown’);

// MayBe {value: null}`

我们获得了具有 null 值的 MayBe 对象。但不知道 null 被返回的原因。由于 getJueJinData 使用了 getJuejinPosts 来获得响应，我们现在通过 Either 来创建一个新的 getJuejinPosts

`let getJueJinPosts = type =>{

let response;

try{

response = Some.of(JSON.parse(request(‘GET’,‘https://juejin.im/timeline?sort=’ + type)))

} catch (err){

response = Nothing.of({message: ‘Something went wrong’,errorCode: err[‘statusCode’]})

}

return response

我们用 Some 封装了正确的响应，用 Nothing 封装了错误的响应。

下面我们用错误的 type 来调用新的 API

`getJueJinData(‘test’);

// Nothing {value: {message: ‘Something went wrong’,errorCode: 404}}`

我们用 Either 获得了分支失败的确切原因！在 type 是未知的情况下，getJueJinPost 返回了 Nothing。因此 getJueJinData 中的代码永远不会执行，因为要处理的是 Nothing 类型！可以看到，Nothing 帮我们保存了错误信息并阻断了函数的执行。

假设我们用正确的 type 来执行，将返回

`Some {

value: [

{title:…,url:…},

…

]

如果你有 java 的背景，可能会觉得 Either 和 java 8 中的 Optional相似。实际上，Optional 就是一个函子

8.4 Pointed 函子

在今天的学习结束之前，我们要明确一点。本章开始讲过，我们创建 of 方法只是为了在创建 Container 时不使用 new 关键字。我们也为 MayBe 和 Either 实现了该方法。要记住，函子只是一个实现了 map 方法的接口。Pointed 函子是函子的一个子集，它具有实现了 of 方法的接口。也就是正常的函子只具有 map 方法，而具有 of 方法的函子还可以成为 Pointed 函子。

因此，到目前为止我们实现的所有函子都可以成为 Pointed 函子！这只是为了明确书中的术语，而了解函子或 Pointed 函子在实际中能解决的问题才是最重要的。

ES6 中增加了 Array.of，这使数组成为一个 Pointed 函子

8.5 小结

我们从一个问题开始今天的学习：如何使用函数式编程的思想处理异常。然后我们从一个简单的函子开始，定义了函子，实现了它的 map 方法。然后又实现了 MayBe 函子，它能够帮助我们避免对 null 和 undefined 的检查。Either 允许我们在拓展分支时保存错误信息。还是希望大家亲自动手试一下，相信一定会对你有帮助的。

明天我们将学习一个名叫 Monad 的新函子。明天见。