函数柯里化

基础知识

1. 什么是函数柯里化 (Currying)? 柯里化是一种将一个接收多个参数的函数，转变为一系列接收单一参数（或部分参数）的函数的技术。每当调用这些新函数并传入一个参数后，它会返回一个接收下一个参数的新函数，直到所有参数都集齐，最后才会执行原始函数并返回最终结果。

   简单来说，柯里化就是一种“参数的延迟接收”和“函数的预加载”技术。

   // 普通函数
   function add(a, b, c) {
     return a + b + c;
   }
   add(1, 2, 3); // 6
   
   // 柯里化后的函数
   let curriedAdd = curry(add);
   curriedAdd(1)(2)(3); // 6
   

2. 柯里化的优点

   • 参数复用: 我们可以通过预先提供一部分参数，来创建一个功能更具体、更专业的新函数。
   • 提前确认/延迟执行: 我们可以不断地收集和准备参数，将真正的计算推迟到所有参数都准备就绪时再执行。
   • 提高函数通用性和组合性: 柯里化后的函数粒度更小，更容易进行函数组合（Function Composition）。

3. 应用场景

   • 创建偏函数 (Partial Application): 例如，创建一个 add5 函数，它总是将传入的数字加 5。
   • 代码组织与复用: 在函数式编程中，柯里化是实现高阶函数和组合思想的基础。
   • 延迟计算: 在需要进行一系列配置，最后才执行的场景中非常有用。

核心思路

我们的目标是创建一个高阶函数 curry(func)，它接收一个普通函数 func 作为参数，并返回一个柯里化后的新函数。这个新函数需要具备以下能力：

1. 参数收集器: 柯里化函数的核心是一个“参数收集器”。它需要一个地方（通常是一个数组）来存放历次调用时传入的参数。

2. 闭包的应用: curry 函数返回的新函数，必须通过闭包来“记住”两个关键信息：

   • 原始的目标函数 func。
   • 已经收集到的参数列表 args。

3. 递归与返回: 返回的柯里化函数在被调用时，需要做出判断：

   • 参数够了吗?: 检查当前收集到的参数数量，是否已经达到了原始函数 func 所需的参数数量（可以通过 func.length 获取）。
   • 如果参数还不够: 将新传入的参数追加到已收集的参数列表中，然后返回一个新的、同样具备柯里化能力的函数。这个新函数会继续这个收集过程。这是一个递归的思路。
   • 如果参数已经足够: 将所有收集到的参数，一次性地传递给原始函数 func 并执行它，然后返回最终的计算结果。这是递归的出口。

代码实现

下面是一个通用性很强的 curry 函数实现。

/**
 * 实现一个通用的函数柯里化函数
 * @param {Function} func - 需要被柯里化的原始函数
 * @returns {Function} - 返回一个柯里化后的新函数
 */
function curry(func) {
  // 1. curry 函数返回一个新的函数（柯里化核心函数）
  //    ...initialArgs 是首次可能传入的预设参数
  return function curried(...initialArgs) {
    // 2. 检查已收集的参数数量是否达到了原始函数所需的数量
    if (initialArgs.length >= func.length) {
      // 3. 如果参数足够，则直接执行原始函数并返回结果
      return func.apply(this, initialArgs);
    } else {
      // 4. 如果参数不够，则返回一个新的函数，继续收集参数
      return function (...nextArgs) {
        // 5. 递归调用 curried，将旧参数和新参数合并后传入
        return curried.apply(this, [...initialArgs, ...nextArgs]);
      };
    }
  };
}

代码解析

1. 高阶函数结构：

   • curry(func) 接收目标函数 func，返回柯里化函数 curried，体现高阶函数特性（函数返回函数）。
   • curried 函数通过 rest 参数 ...initialArgs 收集所有传入参数，支持分步传参。

2. 参数数量判断：

   • 核心条件 if (initialArgs.length >= func.length) 决定是否执行原始函数。
   • func.length 属性表示函数定义时期望的参数个数（不含 rest 参数），例如 function(a, b){} 的 length 为 2。
   • 通过比较已收集参数 initialArgs 的长度与 func.length，判断参数是否足够。

3. 执行原始函数：

   • 当参数足够时，通过 return func.apply(this, initialArgs) 执行原始函数。
   • 使用 apply 确保：
     • 正确绑定 this 上下文。
     • 以数组形式传递所有收集到的参数。

4. 返回新函数（继续收集）：

   • 当参数不足时，返回匿名函数 function(...nextArgs) { ... }。
   • 新函数负责接收后续调用传入的参数 nextArgs，继续收集参数直至满足条件。

5. 递归调用与参数合并：

   • 核心逻辑 return curried.apply(this, [...initialArgs, ...nextArgs]) 通过递归实现参数累积。
   • 递归调用 curried 函数自身，通过 apply 合并前后参数：
     • [...initialArgs, ...nextArgs] 将历史参数与新参数合并为新数组。
     • 递归持续至合并参数长度满足 func.length，最终执行原始函数。
   • 此机制实现了分步传参和延迟执行的柯里化特性。

使用示例

// 准备一个多参数函数
function multiply(a, b, c, d) {
  return a * b * c * d;
}

// 柯里化
const curriedMultiply = curry(multiply);

// 各种调用方式
console.log(curriedMultiply(2)(3)(4)(5)); // 输出: 120
console.log(curriedMultiply(2, 3)(4, 5)); // 输出: 120
console.log(curriedMultiply(2, 3, 4)(5)); // 输出: 120

// 参数复用：创建一个“乘以6”的函数
const multiplyBy6 = curriedMultiply(2, 3);
console.log(multiplyBy6(4, 5)); // 输出: 120
console.log(multiplyBy6(10, 10)); // 输出: 600