Каррирование

Каррирование – продвинутая техника для работы с функциями. Она используется не только в JavaScript, но и в других языках.

Каррирование – это трансформация функций таким образом, чтобы они принимали аргументы не как f(a, b, c), а как f(a)(b)(c).

Каррирование не вызывает функцию. Оно просто трансформирует её.

Давайте сначала посмотрим на пример, чтобы лучше понять, о чём речь, а потом на практическое применение каррирования.

Создадим вспомогательную функцию curry(f), которая выполняет каррирование функции f с двумя аргументами. Другими словами, curry(f) для функции f(a, b) трансформирует её в f(a)(b).

function curry(f) { // curry(f) выполняет каррирование
  return function(a) {
    return function(b) {
      return f(a, b);
    };
  };
}

// использование
function sum(a, b) {
  return a + b;
}

let curriedSum = curry(sum);

alert( curriedSum(1)(2) ); // 3

Как вы видите, реализация довольна проста: это две обёртки.

• Результат curry(func) – обёртка function(a).
• Когда она вызывается как sum(1), аргумент сохраняется в лексическом окружении и возвращается новая обёртка function(b).
• Далее уже эта обёртка вызывается с аргументом 2 и передаёт вызов к оригинальной функции sum.

Более продвинутые реализации каррирования, как например _.curry из библиотеки lodash, возвращают обёртку, которая позволяет запустить функцию как обычным образом, так и частично.

function sum(a, b) {
  return a + b;
}

let curriedSum = _.curry(sum); // используем _.curry из lodash

alert( curriedSum(1, 2) ); // 3, можно вызывать как обычно
alert( curriedSum(1)(2) ); // 3, а можно частично

Каррирование? Зачем?

Чтобы понять пользу от каррирования, нам определённо нужен пример из реальной жизни.

Например, у нас есть функция логирования log(date, importance, message), которая форматирует и выводит информацию. Ð’ реальных проектах у таких функций есть много полезных возможностей, например, посылать логи по сети, здесь для простоты используем alert:

function log(date, importance, message) {
  alert(`[${date.getHours()}:${date.getMinutes()}] [${importance}] ${message}`);
}

А теперь давайте применим к ней каррирование!

log = _.curry(log);

После этого log продолжает работать нормально:

log(new Date(), "DEBUG", "some debug"); // log(a, b, c)

…Но также работает вариант с каррированием:

log(new Date())("DEBUG")("some debug"); // log(a)(b)(c)

Давайте сделаем удобную функцию для логов с текущим временем:

// logNow будет частичным применением функции log с фиксированным первым аргументом
let logNow = log(new Date());

// используем её
logNow("INFO", "message"); // [HH:mm] INFO message

Теперь logNow – это log с фиксированным первым аргументом, иначе говоря, «частично применённая» или «частичная» функция.

Мы можем пойти дальше и сделать удобную функцию для именно отладочных логов с текущим временем:

let debugNow = logNow("DEBUG");

debugNow("message"); // [HH:mm] DEBUG message

Итак:

1. Мы ничего не потеряли после каррирования: log всё так же можно вызывать нормально.
2. Мы можем легко создавать частично применённые функции, как сделали для логов с текущим временем.

Продвинутая реализация каррирования

В случае, если вам интересны детали, вот «продвинутая» реализация каррирования для функций с множеством аргументов, которую мы могли бы использовать выше.

Она очень короткая:

function curry(func) {

  return function curried(...args) {
    if (args.length >= func.length) {
      return func.apply(this, args);
    } else {
      return function(...args2) {
        return curried.apply(this, args.concat(args2));
      }
    }
  };

}

Примеры использования:

function sum(a, b, c) {
  return a + b + c;
}

let curriedSum = curry(sum);

alert( curriedSum(1, 2, 3) ); // 6, всё ещё можно вызывать нормально
alert( curriedSum(1)(2,3) ); // 6, каррирование первого аргумента
alert( curriedSum(1)(2)(3) ); // 6, каррирование всех аргументов

Новое curry выглядит сложновато, но на самом деле его легко понять.

Результат вызова curry(func) – это обёртка curried, которая выглядит так:

// func -- функция, которую мы трансформируем
function curried(...args) {
  if (args.length >= func.length) { // (1)
    return func.apply(this, args);
  } else {
    return function pass(...args2) { // (2)
      return curried.apply(this, args.concat(args2));
    }
  }
};

Когда мы запускаем её, есть две ветви выполнения if:

1. Вызвать сейчас: если количество переданных аргументов args совпадает с количеством аргументов при объявлении функции (func.length) или больше, тогда вызов просто переходит к ней.
2. Частичное применение: в противном случае func не вызывается сразу. Вместо этого, возвращается другая обёртка pass, которая снова применит curried, передав предыдущие аргументы вместе с новыми. Затем при новом вызове мы опять получим либо новое частичное применение (если аргументов недостаточно) либо, наконец, результат.

Например, давайте посмотрим, что произойдёт в случае sum(a, b, c). У неё три аргумента, так что sum.length = 3.

Для вызова curried(1)(2)(3):

1. Первый вызов curried(1) запоминает 1 в своём лексическом окружении и возвращает обёртку pass.
2. Обёртка pass вызывается с (2): она берёт предыдущие аргументы (1), объединяет их с тем, что получила сама (2) и вызывает curried(1, 2) со всеми ними. Так как число аргументов всё ещё меньше 3-Ñ…, curry возвращает pass.
3. Обёртка pass вызывается снова с (3). Для следующего вызова pass(3) берёт предыдущие аргументы (1, 2) и добавляет к ним 3, делая вызов curried(1, 2, 3) – наконец 3 аргумента, и они передаются оригинальной функции.

Если всё ещё не понятно, просто распишите последовательность вызовов на бумаге.

Итого

Каррирование – это трансформация, которая превращает вызов f(a, b, c) в f(a)(b)(c). Ð’ JavaScript реализация обычно позволяет вызывать функцию обоими вариантами: либо нормально, либо возвращает частично применённую функцию, если количество аргументов недостаточно.

Каррирование позволяет легко получать частичные функции. Как мы видели в примерах с логами: универсальная функция log(date, importance, message) после каррирования возвращает нам частично применённую функцию, когда вызывается с одним аргументом, как log(date) или двумя аргументами, как log(date, importance).