Function Currying in Swift

Swift的各种特性已经被很多人研究过,但有一个特性只有较少人提及,那就是函数柯里化(Function Currying)。苹果在Swift Language Guide没有添加任何关于柯里化函数的信息,只在Swift Language Reference对它简单描述了一下。这对于一个强大而有用的特性来说是很遗憾的,它值得获得更多人关注。本文将试图覆盖柯里化函数的基本知识点和一些可能的使用场景,希望对你了解Swift中的函数柯里化有所帮助。

首先我假定你已经对函数柯里化有一定了解,它在其他许多语言里都有实现。如果没有,网上有不少文章解释它是什么以及如何工作,你可以去找来看看。简 短的解释起来,函数柯里化就是,你有一个接收参数的函数,你只提供给它部分的参数,它不是立刻执行而是返回给你一个新的函数,这个新的函数接收剩下的参 数,其内部则指向原始函数。当提供的参数完整了才会最终执行原始函数。

柯里化函数的一个应用是completion handlers。想象你有一个函数,它创建了一个http请求,代码如下:

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func doGET(url: String, completionHandler: ([String]?, NSError?) -> ()) {
    // do a GET HTTP request and call the completion handler when receiving the response
}

这是个大多数网络库经常使用的模式,我们能将url作为参数来调用它,然后在completion handler做一些业务处理:

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doGET("http://someurl.com/items?all=true", completionHandler: { results, error in
    self.results = results
    self.resultLabel.text = "Got all items"
    self.tableView.reloadData()
})

只是这样一来completion handler会变得很复杂,而我们又想在不同的地方复用它,这时候我们可以将逻辑部分提取出来,放到一个单独的函数里,从而达到我们的目的。幸运的 是,Swift里面函数能够作为闭包使用,所以我们能够直接将completion handler函数作为参数传给doGET函数:

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func completionHandler(results: [String]?, error: NSError?) {
    self.results = results
    self.resultLabel.text = "Got all items"
    self.tableView.reloadData()
}
 
func getAll() {
    doGET("http://someurl.com/items?all=true", completionHandler)
}
 
func search(search: String) {
    doGET("http://someurl.com/items?q=" + search, completionHandler)
}

只 要completion handler只做同一件事,上面的这些代码就能工作良好。但现实中,我们面对的情况经常不是这样。在上面的例子里,resultLabel会永远显示 “Got all items”,让我们将它改成“Got searched items”以便在搜索请求中显示:

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func search(search: String) {
    doGET("http://someurl.com/items?q=" + search, {results, error in
        self.completionHandler(results, error: error)
        self.resultLabel.text = "Got searched items"
    })
}

这 段代码能正常工作,但看起来不太好。我们真正需要的是,让它在completion handler函数中有动态的行为。我们能够将completionHandler修改为接收一个text参数,传给resultLabel,然后将真正 的completion handler作为一个闭包返回。

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func completionHandler(text: String) -> ([String]?, NSError?) -> () {
    return {results, error in
        self.results = results
        self.resultLabel.text = text
        self.tableView.reloadData()
    }
}
 
func getAll() {
    doGET("http://someurl.com/items?all=true", completionHandler("Got all items"))
}
 
func search(search: String) {
    doGET("http://someurl.com/items?q=" + search, completionHandler("Got searched items"))
}

当整个结果出来后,我们会发现这恰恰是柯里化函数能做的其中一件事。如果使用函数柯里化,我们只需要将真正的completion handler的参数作为第二个参数组传递给我们的函数就行了:

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func completionHandler(text: String)(results: [String]?, error: NSError?) {
    self.results = results
    self.resultLabel.text = text
    self.tableView.reloadData()
}

使用第一个text参数调用函数并不会执行,而是返回一个新的函数,这个函数使用[String]?, NSError?作为参数,只有当这个函数被调用,completionHandler函数才会被真正执行。

你能够对函数创建任意多层的柯里化,你还能将最后一个参数组置空,以获得对已接收完整参数的函数的引用。说的有点绕口,还是让代码来说话。我们有一个简单的函数用于设置resultLabel的text属性:

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func setResultLabelText(text: String) {
    resultLabel.text = text
}

但由于某些原因,我们需要异步的调用这个方法。使用强大的GCD(Grand Central Dispatch)能够实现我们的要求:

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dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), {
    self.setResultLabelText("Some text")
})

但 dispatch_async函数只接受不带参数的闭包作为参数,我们需要为它创建一个内部的闭包。但如果setResultLabelText是一个柯 里化函数,我们能够将参数传递给它,然后获得一个不带参数的函数的引用,这样我们就能直接在dispatch_async函数中使用它了。

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func setResultLabelText(text: String)() { // now curried
    resultLabel.text = text
}
 
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), setResultLabelText("Some text"))

上面的代码看起来很不错,但你并不是总有权限去直接修改函数,比如当使用第三方库的时候。这种情况下你不能将原始函数转换为一个柯里化函数,或者你 已经在很多其他的地方用过这个函数,所以不好修改它。不过我们还是有办法的,通过创建一个新的函数并将其柯里化,我们能够达到类似的目的:

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// defined in global scope
func curry<T>(f: (T) -> (), arg: T)() {
    f(arg)
}

现在我们可以这么做:

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func setResultLabelText(text: String) {
    resultLabel.text = text
}
 
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), curry(setResultLabelText, "Some text"))

在这个示例里,它可能和使用内部闭包的难易度差不多,但能够将接收了部分参数的函数到处传送,这样的功能是非常强大的,并且已经在很多编程语言里得到应用。

不幸的是,最后的示例同时也展示了Swift中实现柯里化函数的缺点:你不能简单的转换一般函数。如果能将任意接受多参数函数转换为柯里化函数,而 非创建一个新的函数那该是多好啊。另一个缺点是只能按定义的参数顺序来柯里化函数,这将不能让你执行反柯里化(比如只接受最后一个参数)或只提供你想提供 的参数。希望Swift能够在未来的演化中覆盖这些,并提供更强大的柯里化特性。

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