使用 TypeScript 进行函数式编程

@Author: Garfield Zhu

作为一种声明式编程范式，函数式编程借助数学理论和类型系统，以纯函数模块化地构建程序。

TypeScript 既支持函数式范式，又拥有强大的类型系统，非常适合练习函数式编程。本文介绍并演示一些在 TypeScript 中实用的函数式编程片段。

保持不可变

函数式编程的最佳实践是在可能的地方使用不可变变量。

在 TypeScript 中，尽量使用 const 声明变量，并为类型、接口属性及函数参数使用 readonly。除非必要，避免使用 let 或 var（实际上总能找到避免可变变量的方法）。

示例：

declare const a : number
const b = a > 0 ? 'positive' : 'negativeOrZero'   // $ExpectedType: 'positive' | 'negativeOrZero'
let b = a > 0 ? 'postive' : 'negativeOrZero'     // $ExpectedType: string

纯函数

可缓存
记忆化（Memoization）
可移植 / 自描述
可测试
合理
支持并发

柯里化

TypeScript 并非天生支持柯里化。诸如 [Rambda](https://github.com/ramda/ramda) 的 Node 包提供了很好的实现，但由于我们使用的是带 TypeScript 的 Deno，直接使用它并不方便，在 TS 中自行实现也不够优雅。

柯里化的分步示例：如何掌握高级 TypeScript 模式

此外，我们可以期待提议中的 Variadic Kinds 特性，它将让定义带类型的 curry 函数更加容易。

幸运的是，Denofun 提供了一组实用的函数式编程工具，其中包括 curry。

示例：

import curry from "https://deno.land/x/denofun/lib/curry.ts";

const greet = (name: string, age: number) => `hello, I'm ${name} and I'm ${age} years old`;
const curriedGreet = curry(greet);
curriedGreet("Tomasz")(26)

练习：使用 curry

组合（Compose）

结合律

  const associative = compose(f, compose(g, h)) == compose(compose(f, g), h)

  // 两者都满足：
  // associative(x) = f(g(h(x)))

无点风格（Point-free） "永远不要显式写出你的数据"

// not pointfree, for data `word` is mentioned
  const snakeCase = (word: string) => word.toLowerCase().replace(/\s+/ig, '_')

  // pointfree
  const pointfreeSnakeCase = compose(replace(/\s+/ig, '_'), toLowerCase);

参考：偏好 Curry
博客：使用无点风格

调试无点风格丢弃了所有参数，因此错误位置可能很难查找，例如：

  const dasherize = compose(join('-'), toLower, split(' '), replace(/\s{2,}/ig, ' '))
  dasherize('The world is a vampire')
  // TypeError: Cannot read property 'apply' of undefined

我们可以使用柯里化的 trace 函数记录参数来调试：

  const trace = curry(function(tag, x){
    console.log(tag, x)
    return x
  })

  const dasherize = compose(join('-'), toLower, trace("after split"), split(' '), replace(/\s{2,}/ig, ' '));
  // after split [ 'The', 'world', 'is', 'a', 'vampire' ]


  // 正确写法：
  const dasherize = compose(join('-'), map(toLower), split(' '), replace(/\s{2,}/ig, ' '))
  dasherize('The world is a vampire');

此外还有类似的 pipe 函数，同样用于组合函数。compose 从右到左调用函数参数，而 pipe 从左到右调用。

练习：使用 compose

函子（Functor）

函子是实现 map 并遵守某些规律的类型。

通常我们使用包含 of 函数的 pointed 函数来实例化函子。

  Container.of(3)
  // Container(3)

  Container.of(3).map(x => x + 1)
  // Container(4)

应用函子（Applicative Functor）

“应用函子”是一种实现了 ap 函数的“pointed 函子”。

ap 函数应将一个函子的值应用到另一个函子的值上。

也就是说：F.of(x).map(f) == F.of(f).ap(F.of(x))

  Container.of(add(2)).ap(Container.of(3))
  // Container(5)

  Container.of(2).map(add).ap(Container.of(3))

使用应用函子可以像调用普通函数一样使用函子中的柯里化函数：

  Maybe.of(add).ap(Maybe.of(2)).ap(Maybe.of(3))
  // Maybe(5)

  Task.of(add).ap(Task.of(2)).ap(Task.of(3));
  // Task(5)

参考

Mostly adequate guide to FP (in javascript)

Mostly adequate guide to FP - 中文

Denofun