拿 C# 搞函數(shù)式編程 - 1

最近閑下來(lái)了，準(zhǔn)備出一個(gè) C# 搞 FP 的合集。本合集所有代碼均以 C# 8 為示例。

可能你說(shuō)，為什么要這么做呢？回答：為了好玩。另外，意義黨們請(qǐng) gun cu ke！

?

C# 有委托，而且有 Func<> 和 Action<>，可以說(shuō)函數(shù)被視為一等功名，跟 int、bool 等類型并沒(méi)有什么區(qū)別。那么很多事情就簡(jiǎn)單了。

純函數(shù)

什么是純函數(shù)呢？純函數(shù)就是
f(x)，它們接收參數(shù)，得到結(jié)果，并且相同的參數(shù)得到的結(jié)果一定是相同的，用映射來(lái)說(shuō)，它是滿射的。另外這個(gè)函數(shù)不會(huì)改變?nèi)魏蔚臓顟B(tài)值，它是無(wú)副作用的。

柯里化

首先，有一個(gè)東西讓我覺(jué)得不爽，那就是一般來(lái)說(shuō) C#
里的函數(shù)調(diào)用不是柯里化的，這也就意味著我沒(méi)法一個(gè)一個(gè)傳參數(shù)進(jìn)去，也沒(méi)法把傳了一部分參數(shù)的調(diào)用作為一個(gè)新函數(shù)拿去給別的地方用，那要怎么辦呢？

自己動(dòng)手，豐衣足食！

一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的加法函數(shù)可以這么寫(xiě)：
var function = new Func<int, int, int> ((x, y) => x + y); function(1, 2); //
returns 3
如果我們想以柯里化形式調(diào)用的話，理想狀態(tài)是這么個(gè)樣子的：
function 1 2
但是這個(gè)括號(hào)我們是省不了的，所以這樣也是可以接受的：
function(1)(2);
我們看一下這個(gè)調(diào)用形式，不就是 Func<int, Func<int, int>> 嘛！so easy~

我們只需要把 Func<int, int, int> 轉(zhuǎn)化為 Func<int, Func<int, int>>：
Func<int, Func<int, int>> Currying(Func<int, int, int> f) => x => y => f(x, y);
這樣寫(xiě)就 ok 啦。進(jìn)一步改造成擴(kuò)展方法：
public static class CurryingExtensions { public static Func<int, Func<int, int
>> Currying(this Func<int, int, int> f) => x => y => f(x, y); }
于是我們只需要：
var function = new Func<int, int, int> ((x, y) => x + y) .Currying(); function(
1)(2); // returns 3
就可以采用柯里化形式調(diào)用該函數(shù)啦。

進(jìn)一步我們用泛型改造，讓柯里化適用于任何類型：
public static class CurryingExtensions { public static Func<T1, Func<T2,
TOutput>> Currying<T1, T2, TOutput>(this Func<T1, T2, TOuput> f) => x => y =>
f(x, y); }
如果遇到更多參數(shù)，我們只需要給這個(gè)靜態(tài)類里面再加一個(gè)擴(kuò)展方法即可。

那 Action<> 呢？這個(gè)東西在我看來(lái)完全就是副作用，具體下方有講，我們不用他（逃

Unit

什么是 Unit 呢？Unit 就是任何函數(shù)調(diào)用后如果沒(méi)有結(jié)果，就會(huì)返回的一個(gè)東西。

可能你說(shuō)，void 不就可以了？

但是如果一個(gè)純函數(shù)，它沒(méi)有返回值（即 Action<>），意味著這個(gè)函數(shù)它有輸入沒(méi)輸出，那這個(gè)函數(shù)除了能用來(lái)產(chǎn)生副作用之外，就什么都干不了了。這不清真！

因此我們需要一個(gè) Unit 來(lái)代替 void，偷個(gè)懶，這個(gè) Unit 就用 ulong 來(lái)代替吧。

高階函數(shù)

什么叫做高階函數(shù)，把函數(shù)當(dāng)作參數(shù)傳給另一個(gè)函數(shù)，接收這個(gè)函數(shù)參數(shù)的函數(shù)就叫做高階函數(shù)。

舉個(gè)例子：f(g(x))，f 即高階函數(shù)。

假設(shè)我們現(xiàn)在要開(kāi)一個(gè)超市，超市有很多的產(chǎn)品，每種產(chǎn)品價(jià)格不同，不同產(chǎn)品可能還有各自的折扣。我們有很多種快樂(lè)水，每種快樂(lè)水價(jià)格不一樣，可口快樂(lè)水 3.5
塊，百事快樂(lè)水 3 塊，麥當(dāng)勞快樂(lè)水 9 塊，快樂(lè)水價(jià)格計(jì)算函數(shù)：
var happyWater = new Func<float, int, float> ((float price, int number) =>
number * price) .Currying(); // 調(diào)用：happyWater(快樂(lè)水單價(jià))(快樂(lè)水件數(shù)); var cocaHappyWater
= happyWater(3.5f); var pepsiHappyWater = happyWater(3); var mcdHappyWater =
happyWater(9);
超市可能有折扣，A 超市不打折，B 超市打八折，計(jì)算價(jià)格函數(shù)：
var calcPrice = new Func<Func<int, float>, float, int, float> ((calc,
discount, number)=> discount * calc(number)) .Currying(); //
調(diào)用：calcPrice(快樂(lè)水價(jià)格計(jì)算函數(shù))(超市折扣)(快樂(lè)水件數(shù));
現(xiàn)在我們分別在 A 超市買(mǎi)百事快樂(lè)水、B 超市買(mǎi)可口快樂(lè)水，麥當(dāng)勞的太貴了我們不買(mǎi)，價(jià)格計(jì)算函數(shù)為：
var pepsiPriceCalc = calcPrice(pepsiHappyWater); var cocaPriceCalc =
calcPrice(cocaHappyWater);var priceCalcA = pepsiPriceCalc(1); // A 超市 var
priceCalcB = cocaPriceCalc(0.8f); // B 超市
最后我們?cè)?A 超市買(mǎi)了 3 瓶百事快樂(lè)水，B 超市買(mǎi)了 5 瓶可口快樂(lè)水，計(jì)算總價(jià)：
var priceA = priceCalcA(3); var priceB = priceCalcB(5); var total = priceA +
priceB;
最后得到 total = 23 元。

可以看到這些函數(shù)都是可拆卸并且可以隨意組合的，而且滿足 f(g(x)) = g(f(x))。

貼上完整代碼示例：
using System; namespace ColaMarket { static class CurryingExtensions { public
static Func<T1, Func<T2, TOutput>> Currying<T1, T2, TOutput>(this Func<T1, T2,
TOutput> f) => x => y => f(x, y); public static Func<T1, Func<T2, Func<T3,
TOutput>>> Currying<T1, T2, T3, TOutput>(this Func<T1, T2, T3, TOutput> f) => x
=> y => z => f(x, y, z); } class Program { static void Main(string[] args) { var
happyWater =new Func<float, int, float> ((float price, int number) => number *
price) .Currying();var cocaHappyWater = happyWater(3.5f); var pepsiHappyWater =
happyWater(3); var mcdHappyWater = happyWater(9); var calcPrice = new Func<Func<
int, float>, float, int, float> ((calc, discount, number) => discount *
calc(number)) .Currying();var pepsiPriceCalc = calcPrice(pepsiHappyWater); var
cocaPriceCalc = calcPrice(cocaHappyWater); var priceCalcA = pepsiPriceCalc(1);
var priceCalcB = cocaPriceCalc(0.8f); var priceA = priceCalcA(3); var priceB =
priceCalcB(5); var total = priceA + priceB; Console.WriteLine(total); } } }
?

下一篇將會(huì)講更多的東西，如 Functor、Applicative 和 Monad 等等。

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