JavaScript ES6函数式编程（三）：函子

前面二篇学习了函数式编程的基本概念和常见用法。今天，我们来学习函数式编程的最后一个概念——函子（Functor）。

相信有一部分同学对这个概念很陌生，毕竟现在已经有很多成熟的轮子，基本能满足我们日常的业务开发，所以没必须重复造轮子。但是，作为一名（未来）优秀的程序员，光会用怎么能行呢？必须要理解更深层的思想。下面就来学习函子部分的知识...

函子（Functor）

在正式学习函子之前，我会先抛出一个问题，先用普通的方式解决，然后转换为用函子解决，这能帮助我们更好的理解函子。同时，这也是我想说的，在我们学习一个新的知识点前，首先必须清楚为什么会有它，或者说它是为了解决什么问题而生的，这也是我们学习新知识后能够快速达到学以致用的最有效方法，不然很容易被遗忘。

function double (x) {
  return x * 2
}
function add5 (x) {
  return x + 5
}

var a = add5(5)
double(a)
// 或者
double(add5(5))

我们现在想以数据为中心，串行的方法去执行，即：

(5).add5().double()

很明显，这样的串行调用清晰多了。下面我们就实现一个这样的串行调用：

要实现这样的串行调用，需要(5)必须是一个引用类型，因为需要挂载方法。同时，引用类型上要有可以调用的方法也必须返回一个引用类型，保证后面的串行调用。

class Num {
       constructor (value) {
          this.value = value ;
       }      
       add5 () {
           return new Num( this.value + 5)
       }
       double () {
           return new Num( this.value * 2)
       }
    }
var num = new Num(5);
num.add5 ().double ()

我们通过new Num(5) ，创建了一个 num 类型的实例。把处理的值作为参数传了进去，从而改变了 this.value 的值。我们把这个对象返会出去，可以继续调用方法去处理数据。

通过上面的做法，我们已经实现了串行调用。但是，这样的调用很不灵活。如果我想再实现个减一的函数，还要再写到这个 Num 构造函数里。所以，我们需要思考如何把对数据处理这一层抽象出来，暴露到外面，让我们可以灵活传入任意函数。来看下面的做法：

class Num {
       constructor (value) {
          this.value = value ;
       }      
       map (fn) {
           return  new Num( fn(this.value) )
       }
    }
var num = new Num(5);
num.map(add5).map(double)

我们创建了一个 map 方法，把处理数据的函数 fn 传了进去。这样我们就完美的实现了抽象，保证的灵活性。

到这里，我们的函子就该正式登场了。不用怕，其实函子的概念很简单，我们在上面其实已经创建了一个函子雏形。现在我们整理一下，创建一个真正的函子：

class Functor{
       constructor (value) {
          this.value = value ;
       }      
       map (fn) {
         return Functor.of(fn(this.value))
       }
    }

Functor.of = function (val) {
     return new Functor(val);
}

Functor.of(5).map(add5).map(double)

现在我们可以用Functor.of(5).map(add5).map(double)去调用，是不是觉得清爽多了。

下面总结一下这个函子的几个特征：

• Functor 是一个容器，它包含了值，就是this.value(想一想你最开始的new Num(5))
  
• Functor 具有 map 方法。该方法将容器里面的每一个值，映射到另一个容器。（想一想你在里面是不是new Num(fn(this.value)）
  
• 函数式编程里面的运算，都是通过函子完成，即运算不直接针对值，而是针对这个值的容器----函子。(想一想你是不是没直接去操作值)
  
• 函子本身具有对外接口（map方法），各种函数就是运算符，通过接口接入容器，引发容器里面的值的变形。（说的就是你传进去那个函数把 this.value 给处理了）
  
• 函数式编程一般约定，函子有一个 of 方法，用来生成新的容器。（就是帮我们 new 了一个对象出来）

说了那么多，如果还是不理解函子概念的话，那也正常。因为仔细看看这也没什么的嘛，就是封装了一个简单的构造函数而已，咋就整出来一个新概念函子了呢？不理解不重要，主要是看到了函子帮我们更好的串行调用函数处理数据。回想一下我们上一节学的 compose，是不是很像呢？只是函子的调用方式显得更加优雅。

现在，我们已经认识了一个基础的函子。接下来，我们需要认识一个更加完善的函子——Maybe函子...

Maybe 函子

我们知道，在做字符串处理的时候，如果一个字符串是 null, 那么对它进行 toUpperCase() 就会报错。

Functor.of(null).map(value => value.toUpperCase())

所以我们需要对 null 值进行特殊过滤：

class Maybe{
       constructor (value) {
          this.value = value;
       }      
       map (fn) {
          return this.value ? Maybe.of(fn(this.value)) : Maybe.of(null);  
       }
    }
Maybe.of = function (val) {
     return new Maybe(val);
}

var a = Maybe.of(null).map(function (s) {
  return s.toUpperCase();
});

我们看到只需要把在中设置一个空值过滤，就可以完成这样一个 Maybe 函子。是不是so easy。

Monad 函子

Monad 函子也是一个函子，其实很原理简单，只不过在原有的基础上又加了一些功能。那我们来看看它与其它的 有什么不同吧。

我们知道，函子是可以嵌套函子的。比如下面这个例子：

function fn (e) { return e.value }

var a = Maybe.of( Maybe.of( Maybe.of('str') ) ) 
console.log(a);
console.log(a.map(fn));
console.log(a.map(fn).map(fn));

我们有时候会遇到一种情况，需要处理的数据是 Maybe {value: Maybe}。显然我们需要一层一层的解开。这样很麻烦，那么我们有没有什么办法得到里面的值呢？

class Monad {
       constructor (value) {
          this.value = value ;
       }      
       map (fn) {
          return this.value ? Maybe.of(fn(this.value)) : Maybe.of(null);
       }
       join ( ) {
          return this.value;
       }
    }
Monad.of = function (val) {
     return new Monad(val);
}

这样，我们就能很轻易的处理嵌套函子的问题了：

var  a = Monad.of( Monad.of('str') ) 
console.log(a.join().map(toUpperCase))

Modan函子也是一个很简单的概念，仅仅多了个 join 函数，为我们处理嵌套函子。

总结

至此，js函数式编程已经接近尾声。我们到底学到了什么？

首先，我们认识到了函数式编程的关注点是数据的映射关系，如何将一个数据结构更加优雅的转化为另一个数据结构。函数式编程的主体是纯函数，函数的内部实现不能影响到外部环境。

然后，我们学习了几个常用的函数式编程场景——柯里化、偏函数、组合和管道。 帮助我们更好的实际业务中运用函数式编程。

最后，我们运用函子实现了灵活的同步链式调用函数。

参考链接：在你身边你左右 --函数式编程别烦恼