JavaScript惰性求值的一种实现方法示例
前言
在学习 Haskell 时,我遇到了这种写法:
sum (takeWhile (<10000) (filter odd (map (^2) [1..])))
这段代码的意思是,找出自然整数中小于 10000 的同时是乘方数和奇数的数字,再把这些数加总。由于 Haskell 的懒运算特性,上面的程序并不会立马生成从 1 到 无限大的自然数列表,而是会等待 takeWhile 指令,再生成符合条件的列表。如果用 JS 来写,很难写出这么简洁高表达性的代码。一个可能的思路就是写个 while 循环,然后找到符合条件的数进行加总。这个比较简单,我就不演示了。
但是如果我们要用高阶函数来模拟 Haskell 的写法,就要想个办法实现懒运算了。提到懒,首先想到的就是 Iterator 。没人踢它一脚告诉它 next(),它会一直坐那儿不动的。
现在我们就来用 Iterator 来实现一个懒运算。
首先定义一个生成从 1 到无穷大自然数的 generator :
const numbers = function*() { let i = 1 while (true) { yield i++ } }
由于只有在 generator 执行后生成的 iterable 上执行 next() 方法,yield 才会执行,所以我们要做的主要工作就是实现不同的 next 方法,达到目的。
我们需要先创建一个工厂函数 Lazy,Lazy 封装了我们的各种目标操作 :
const Lazy = iterator => { const next = iterable.next.bind(iterable) const map = () => {} const filter = () => {} const takeWhile = () => {} return { next, map, filter, takeWhile, }
我们先实现 map 方法,它会把每次 next 返回的值根据提供的回调函数进行修改:
const map = f => { const modifiedNext = () => { const item = next() const mappedValue = f(item.value) return { value: mappedValue, done: item.done, } } const newIter = { ...iterable, next: modifiedNext } return lazy(newIter) }
再定义 filter 方法,它会让 next 只返回符合判断条件的值:
const filter = predicate => { const modifiedNext = () => { while (true) { const item = next() if (predicate(item.value)) { return item } } } const newIter = { ...iterable, next: modifiedNext } return lazy(newIter) }
最后,定义 takeWhile,它会限制 next 执行的条件,一旦条件不满足,则停止执行 next 并返回历史执行结果:
const takeWhile = predicate => { const result = [] let value = next().value while (predicate(value)) { result.push(value) value = next().value } return result }
主要的方法都定义完了,现在把它们合并起来:
const Lazy = iterable => { const next = iterable.next.bind(iterable) const map = f => { const modifiedNext = () => { const item = next() const mappedValue = f(item.value) return { value: mappedValue, done: item.done, } } const newIter = { ...iterable, next: modifiedNext } return lazy(newIter) } const filter = predicate => { const modifiedNext = () => { while (true) { const item = next() if (predicate(item.value)) { return item } } } const newIter = { ...iterable, next: modifiedNext } return lazy(newIter) } const takeWhile = predicate => { const result = [] let value = next().value while (predicate(value)) { result.push(value) value = next().value } return result } return Object.freeze({ map, filter, takeWhile, next, }) } const numbers = function*() { let i = 1 while (true) { yield i++ } }
现在用我们写的 Lazy 和 numbers 函数来实现文章开头的 Haskell 代码:
Lazy(numbers()) .map(x => x ** 2) .filter(x => x % 2 === 1) .takeWhile(x => x < 10000) .reduce((x, y) => x + y) // => 16650
参考:
Lazy Evaluation in JavaScript with Generators, Map, Filter, and Reduce
总结
以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对我们的支持。