Функциональное программирование в JavaScript с практическими примерами

Функциональное программирование (ФП) может улучшить ваш подход к написанию кода. Но ФП непросто освоить. Многие статьи и руководства не уделяют внимания таким подробностям, как монады (Monads), аппликативность (Applicative) и т. д., не приводят в качестве иллюстраций практические примеры, которые могли бы помочь нам в повседневном использовании мощных ФП-методик. Я решил исправить это упущение.

Хочу подчеркнуть: в статье сделан упор на том, ЗАЧЕМ нужна фича Х, а не на том, ЧТО такое фича Х.

Функциональное программирование

ФП — это стиль написания программ, при котором просто комбинируется набор функций. В частности, ФП подразумевает обёртывание в функции практически всего подряд. Приходится писать много маленьких многократно используемых функций и вызывать их одну за другой, чтобы получить результат вроде (func1.func2.func3) или комбинации типа func1(func2(func3())).

Но чтобы действительно писать программы в таком стиле, функции должны следовать определённым правилам и решать некоторые проблемы.

Проблемы ФП

Если всё можно сделать путём комбинирования набора функций, то…

1. Как обрабатывать условие if-else? (Подсказка: монада Either)
2. Как обрабатывать исключения Null? (Подсказка: монада Maybe)
3. Как удостовериться, что функции действительно многократно используемые и могут использоваться везде? (Подсказка: чистые функции (Pure functions), ссылочная прозрачность (referential transparency))
4. Как удостовериться, что данные, передаваемые нами в функции, не изменены и могут использоваться и в других местах? (Подсказка: чистые функции (Pure functions), неизменяемость)
5. Если функция берёт несколько значений, но при объединении в цепочку (chaining) можно передавать только по одной функции, то как нам сделать эту функцию частью цепочки? (Подсказка: каррирование (currying) и функции высшего порядка)
6. И многое другое <добавьте сюда ваш вопрос>.

ФП-решение

Для решения всех этих проблем полностью функциональные языки вроде Haskell из коробки предоставляют разные инструменты и математические концепции, например монады, функторы и т. д. JavaScript из коробки не даёт такого обилия инструментов, но, к счастью, у него достаточный набор ФП-свойств, позволяющих писать библиотеки.

Спецификации Fantasy Land и ФП-библиотеки

Если библиотеки хотят предоставить такие возможности, как функторы, монады и пр., то им нужно реализовать функции/классы, удовлетворяющие определённым спецификациям, чтобы предоставляемые возможности были такими же, как в языках вроде Haskell.

Яркий пример — спецификации Fantasy Land, объясняющие, как должна себя вести каждая JS-функция/класс.

На иллюстрации изображены все спецификации и их зависимости. Спецификации — по сути законы, они аналогичны интерфейсам в Java. С точки зрения JS спецификации можно рассматривать как классы или функции-конструкторы, реализующие в соответствии со спецификацией некоторые методы (вроде map, of, chain и т. д.).

Например:

JS-класс — это функтор (Functor), если он реализует метод map. И метод должен работать так, как предписано спецификацией (объяснение упрощённое, правил на самом деле больше).

JS-класс — это функтор Apply (Apply Functor), если он в соответствии со спецификацией реализует функции map и ap.

JS-класс — это монада (Monad Functor), если он реализует требования Functor, Apply, Applicative, Chain и самой Monad (в соответствии с цепочкой зависимостей).

Примечание: зависимость может выглядеть как наследование, но необязательно. Например, монада реализует обе спецификации — Applicative и Chain (в дополнение к остальным).

Библиотеки, совместимые со спецификациями Fantasy Land

Есть несколько библиотек, реализующих спецификации FL. Например: monet.js, barely-functional, folktalejs, ramda-fantasy (на базе Ramda), immutable-ext (на базе ImmutableJS), Fluture и др.

Какие библиотеки мне лучше использовать?

Библиотеки наподобие lodash-fp и ramdajs позволят только начать писать в стиле ФП. Но они не предоставляют функции для использования ключевых математических концепций вроде монад, функторов или редьюсера (Foldable), позволяющих решать реальные проблемы.

Так что я бы вдобавок порекомендовал выбрать одну из библиотек, использующих спецификации FL: monet.js, barely-functional, folktalejs, ramda-fantasy (на базе Ramda), immutable-ext (на базе ImmutableJS), Fluture и т. д.

Примечание: я пользуюсь ramdajs и ramda-fantasy.

Итак, мы получили представление об основах, теперь перейдём к практическим примерам и изучим различные возможности и методики ФП.

Пример 1. Работа с проверками на Null

В разделе рассматриваются: функторы, монады, монады Maybe, каррирование

Применение: мы хотим показывать разные начальные страницы в зависимости от пользовательской настройки предпочтительного языка. Нужно написать getUrlForUser, возвращающий соответствующий URL из списка URL’ов (indexURL’ы) для пользовательского (joeUser) предпочтительного языка (испанский).

Проблема: язык не может быть null. И пользователь тоже не может быть null (не залогинен). Языка может не быть в нашем списке indexURL’ов. Поэтому нам нужно позаботиться о многочисленных nulls или undefined.

//TODO Напишите это в императивном и функциональном стилях
const getUrlForUser = (user) => {
//todo
}
//Пользовательский объект
let joeUser = {
    name: 'joe',
    email: 'joe@example.com',
    prefs: {
        languages: {
            primary: 'sp',
            secondary: 'en'
        }
    }
};
//Глобальная схема indexURL’ов для разных языков
let indexURLs = {
    'en': 'http://mysite.com/en',  //Английский
     'sp': 'http://mysite.com/sp', //Испанский
    'jp': 'http://mysite.com/jp'   //Японский
}
//apply url to window.location
const showIndexPage = (url) => { window.location = url };

Решение (императивное против функционального):

Не переживайте, если ФП-версия выглядит трудной для понимания. Дальше в этой статье мы разберём её шаг за шагом.

//Императивная версия:
//Слишком много if-else и проверок на null; зависимость от глобальных indexURL’ов; «английские» URL’ы берутся для всех стран по умолчанию

const getUrlForUser = (user) => {
  if (user == null) { //не залоггирован
    return indexURLs['en']; //возвращает страницу по умолчанию
  }
  if (user.prefs.languages.primary && user.prefs.languages.primary != 'undefined') {
    if (indexURLs[user.prefs.languages.primary]) {//если есть локализованная версия, то возвращает indexURLs[user.prefs.languages.primary];
    } else {
      return indexURLs['en'];
    }
  }
}

//вызов
showIndexPage(getUrlForUser(joeUser));

//Функциональное программирование:
//(Сначала сложно для понимания, но получается надёжнее, багов меньше)
//Используемые ФП-методики: функторы, монада Maybe и Currying
const R = require('ramda');
const prop = R.prop;
const path = R.path;
const curry = R.curry;
const Maybe = require('ramda-fantasy').Maybe;

const getURLForUser = (user) => {
    return Maybe(user)//обёртываем пользователя в объект Maybe
        .map(path(['prefs', 'languages', 'primary'])) //используем Ramda для получения первичного языка
        .chain(maybeGetUrl); //передаём язык в maybeGetUrl и получаем URL или монаду null
}

const maybeGetUrl = R.curry(function(allUrls, language) {//преобразуем в функцию с одним аргументом
    return Maybe(allUrls[language]);//возвращаем монаду (url | null)
})(indexURLs);// вместо глобального доступа передаём indexURLs 

function boot(user, defaultURL) {
   showIndexPage(getURLForUser(user).getOrElse(defaultURL));
}

boot(joeUser, 'http://site.com/en'); //'http://site.com/sp'

Давайте сначала разберём ФП-концепции и методики, использованные в этом решении.

Функторы

Любой класс (или функция-конструктор) или тип данных, хранящий значение и реализующий метод map, называется функтором (Functor).

Например: массив — это функтор, потому что он может хранить значения и имеет метод map, позволяющий нам применить (map) функцию к хранимым значениям.

const add1 = (a) => a+1;
let myArray = new Array(1, 2, 3, 4); //хранимые значения
myArray.map(add1) // -> [2,3,4,5] //применение функций

Напишем собственный функтор — MyFunctor. Это просто JS-класс (функция-конструктор), который хранит какое-то значение и реализует метод map. Этот метод применяет функцию к хранимому значению, а затем из результата создаёт новый Myfunctor и возвращает его.

const add1 = (a) => a + 1;
class MyFunctor { //кастомный функтор
  constructor(value) {
    this.val = value;
  }
  map(fn) {   //применяет функцию к this.val + возвращает новый Myfunctor
   return new Myfunctor(fn(this.val));
  }
}
//temp — это экземпляр функтора, хранящий значение 1
let temp = new MyFunctor(1); 
temp.map(add1) //-> temp позволяет нам преобразовать (map) "add1"

P. S. Функторы должны реализовывать и другие спецификации (Fantasy-land) в дополнение к map, но здесь мы этого касаться не будем.

Монады

Монады тоже функторы, т. е. у них есть метод map. Но они реализуют не только его. Если вы снова взглянете на схему зависимостей, то увидите, что монады должны реализовывать разные функции из разных спецификаций, например Apply (метод ap), Applicative (методы ap и of) и Chain (метод chain).

Упрощённое объяснение. В JS монады — это классы или функции-конструкторы, хранящие какие-то данные и реализующие методы map, ap, of и chain, которые что-то делают с хранимыми данными в соответствии со спецификациями.

Вот образец реализации, чтобы вы понимали внутреннее устройство монад.

//Монада — образец реализации
class Monad {
    constructor(val) {
        this.__value = val;
    }
    static of(val) {//Monad.of проще, чем new Monad(val)
        return new Monad(val);
    };
    map(f) {//Применяет функцию, но возвращает другую монаду!
        return Monad.of(f(this.__value));
    };
    join() { // используется для получения значения из монады
        return this.__value;
    };
    chain(f) {//вспомогательная функция, преобразующая (map), а затем извлекающая значение
        return this.map(f).join();
    };
     ap(someOtherMonad) {//используется для работы с несколькими монадами
        return someOtherMonad.map(this.__value);
    }
}

Обычно используются монады не общего назначения, а более специфические и более полезные. Например, Maybe или Either.

Монада Maybe

Монада Maybe — это класс, реализующий спецификацию монады. Но особенность монады в том, что она корректно обрабатывает значения null или undefined.

В частности, если хранимые данные являются null или undefined, то функция map вообще не выполняет данную функцию, потому не возникает проблем с null и undefined. Такая монада используется в ситуациях, когда приходится иметь дело с null-значениями.

В коде ниже представлена ramda-fantasy реализация монады Maybe. В зависимости от значения она создаёт экземпляр одного из двух разных подклассов — Just или Nothing (значение или полезное, или null/undefined).

Хотя методы Just и Nothing одинаковы (map, orElse и т. д.), Just что-то делает, а Nothing не делает ничего.

Обратите особое внимание на методы map и orElse в этом коде:

//Здесь приведены фрагменты реализации Maybe из библиотеки ramda-fantasy
//Полный код доступен по ссылке: https://github.com/ramda/ramda-fantasy/blob/master/src/Maybe.js

function Maybe(x) { //<-- главный конструктор, возвращающий монаду Maybe подкласса Just или Nothing
  return x == null ? _nothing : Maybe.Just(x);
}

function Just(x) {
  this.value = x;
}
util.extend(Just, Maybe);

Just.prototype.isJust = true;
Just.prototype.isNothing = false;

function Nothing() {}
util.extend(Nothing, Maybe);

Nothing.prototype.isNothing = true;
Nothing.prototype.isJust = false;

var _nothing = new Nothing();

Maybe.Nothing = function() {
  return _nothing;
};

Maybe.Just = function(x) {
  return new Just(x);
};

Maybe.of = Maybe.Just;

Maybe.prototype.of = Maybe.Just;

// функтор
Just.prototype.map = function(f) { //Делает map, когда Just выполняет функцию, и возвращает Just на основании результата
  return this.of(f(this.value));
};

Nothing.prototype.map = util.returnThis; // <-- Делает map, когда Nothing ничего не делает

Just.prototype.getOrElse = function() {
  return this.value;
};

Nothing.prototype.getOrElse = function(a) {
  return a;
};

module.exports = Maybe;

Давайте посмотрим, как можно использовать монаду Maybe для работы с проверками на null.

Пойдём поэтапно:

1. Если есть какой-то объект, который может быть null или иметь null-свойства, то создаём из него объект-монаду.
2. Применим библиотеки наподобие ramdajs, которые используют Maybe для доступа к значению изнутри и снаружи монады.
3. Предоставим значение по умолчанию, если реальное значение окажется null (т. е. заранее обработаем null-ошибки).

//Этап 1. Вместо...
if (user == null) { //не залоггирован
    return indexURLs['en']; //возвращаем страницу по умолчанию
  }

//Используем:
 Maybe(user) //Возвращает Maybe({userObj}) или Maybe(null). То есть данные завёрнуты ВНУТРИ Maybe

//Этап 2. Вместо...
 if (user.prefs.languages.primary && user.prefs.languages.primary != 'undefined') {
    if (indexURLs[user.prefs.languages.primary]) {//если существует локализованная страница,
      return indexURLs[user.prefs.languages.primary];

//Используем:
//библиотеку, умеющую работать с данными внутри Maybe, вроде map.path из Ramda:
 <userMaybe>.map(path(['prefs', 'languages', 'primary']))

//Этап 3. Вместо...
 return indexURLs['en']; //hardcoded default values

//Используем:
//все Maybe-библиотеки предоставляют метод orElse или getOrElse, который вернёт либо актуальные данные, либо значение по умолчанию
<userMayBe>.getOrElse('http://site.com/en')      

Currying  (помогает работать с глобальными данными и мультипараметрическими функциями)

В разделе рассматриваются: чистые функции (Pure functions) и композиция (Composition)

Если мы хотим составить цепочки функций — func1.func2.func3 или (func1(func2(func3())), то каждая из них может брать лишь по одному параметру. Например, если func2 берёт два параметра — func2(param1, param2), то мы не сможем включить её в цепочку!

Но ведь на практике многие функции берут по несколько параметров. Так как же нам их комбинировать? Решение: каррирование (Currying).

Каррирование — это преобразование функции, берущей несколько параметров за один раз, в функцию, берущую только один параметр. Функция не выполнится, пока не будут переданы все параметры.

Кроме того, каррирование можно использовать при обращении к глобальным переменным, т. е. делать это «чисто».

Посмотрим снова на наше решение:

//Ниже показано, как работать с глобальными переменными и при этом делать функции пригодными для включения в цепочки

//Глобал indexURLs сопоставлен с разными языками
let indexURLs = {
    'en': 'http://mysite.com/en',  //English
    'sp': 'http://mysite.com/sp', //Spanish
    'jp': 'http://mysite.com/jp'   //Japanese
}

//Императивное решение
const getUrl = (language) => allUrls[language]; //Просто, но грязно (обращение к глобальной переменной), и есть риск ошибок

//Функциональное решение

//До каррирования:
const getUrl = (allUrls, language) => {
    return Maybe(allUrls[language]);
}

//После каррирования:
const getUrl = R.curry(function(allUrls, language) {//curry преобразует это в функцию с одним аргументом
    return Maybe(allUrls[language]);
});

const maybeGetUrl = getUrl(indexURLs) //Хранит в функции curried глобальное значение.

//С этого момента maybeGetUrl нужен только один аргумент (язык). Можно сделать цепочку наподобие
maybe(user).chain(maybeGetUrl).bla.bla

Пример 2. Работа с кидающими ошибки функциями и выход немедленно после возникновения ошибки

В разделе рассматривается: монада Either

Монада Maybe очень удобна, если у нас есть значения «по умолчанию» для замены Null-ошибок. Но что насчёт функций, которым действительно нужно кидать ошибки? И как узнать, какая функция кинула ошибку, если мы собрали в цепочку несколько кидающих ошибки функций? То есть нам нужен быстрый отказ (fast-failure).

Например: у нас есть цепочка func1.func2.func3…, и если func2 кинула ошибку, то нужно пропустить func3 и последующие функции и правильно показать ошибку из func2 для дальнейшей обработки.

Монада Either

Монады Either отлично подходят для работы с несколькими функциями, когда любая из них может кинуть ошибку и захотеть немедленно после этого выйти, так что мы можем определить, где именно произошла ошибка.

Применение: в приведённом ниже императивном коде мы вычисляем tax и discount для item’ов и отображаем showTotalPrice.

Обратите внимание, что функция tax кинет ошибку, если значение цены будет нечисловое. По той же причине кинет ошибку и функция discount. Но, кроме того, discount кинет ошибку, если цена item’а меньше 10.

Поэтому в showTotalPrice проводятся проверки на наличие ошибок.

//Императивное решение
//Возвращает либо ошибку, либо цену с учётом налога 
const tax = (tax, price) => {
  if (!_.isNumber(price)) return new Error("Price must be numeric");

  return price + (tax * price);
};

// Возвращает либо ошибку, либо цену с учётом скидки
const discount = (dis, price) => {
  if (!_.isNumber(price)) return (new Error("Price must be numeric"));

  if (price < 10) return new Error("discount cant be applied for items priced below 10");

  return price - (price * dis);
};

const isError = (e) => e && e.name == 'Error';

const getItemPrice = (item) => item.price;

//Показывает общую цену с учётом налога и скидки. Должен обрабатывать ошибки.
const showTotalPrice = (item, taxPerc, disount) => {
  let price = getItemPrice(item);
  let result = tax(taxPerc, price);
  if (isError(result)) {
    return console.log('Error: ' + result.message);
  }
  result = discount(discount, result);
  if (isError(result)) {
    return console.log('Error: ' + result.message);
  }
  //показывает результат
  console.log('Total Price: ' + result);
}

let tShirt = { name: 't-shirt', price: 11 };
let pant = { name: 't-shirt', price: '10 dollars' };
let chips = { name: 't-shirt', price: 5 }; //less than 10 dollars error

showTotalPrice(tShirt) // Сумма: 9,075
showTotalPrice(pant)   // Ошибка: цена должна быть числом
showTotalPrice(chips)  // Ошибка: скидка не применяется к цене ниже 10

Посмотрим, как можно улучшить showTotalPrice с помощью монады Either и переписать всё в ФП-стиле.

Монада Either предоставляет два конструктора: Either.Left и Either.Right. Их можно считать подклассами Either. Left и Right — это монады! Идея в том, чтобы хранить ошибки/исключения в Left, а полезные значения — в Right. То есть в зависимости от значения создаём экземпляр Either.Left или Either.Right. Сделав так, мы можем применить к этим значениям map, chain и т. д.

Хотя и Left, и Right предоставляют map, chain и пр., конструктор Left только хранит ошибки, а все функции реализует конструктор Right, потому что он хранит фактический результат.

Теперь посмотрим, как можно преобразовать наш императивный код в функциональный.

Этап 1. Обернём возвращаемые значения в Left и Right.

Примечание: «обернём» означает «создадим экземпляр какого-то класса». Эти функции внутри себя вызывают new, так что нам не придётся это делать.

var Either = require('ramda-fantasy').Either;
var Left = Either.Left;
var Right = Either.Right;

const tax = R.curry((tax, price) => {
  if (!_.isNumber(price)) return Left(new Error("Price must be numeric")); //<--Обернём ошибку в Either.Left

  return  Right(price + (tax * price)); //<--Обернём результат в Either.Right
});

const discount = R.curry((dis, price) => {
  if (!_.isNumber(price)) return Left(new Error("Price must be numeric")); //<--Wrap Error in Either.Left

  if (price < 10) return Left(new Error("discount cant be applied for items priced below 10")); //<-- Обернём ошибку в Either.Left

  return Right(price - (price * dis)); //<--Обернём результат в Either.Right
});

Этап 2. Обернём исходное значение в Right, потому что оно валидное и мы можем его комбинировать (compose).

const getItemPrice = (item) => Right(item.price);

Этап 3. Создадим две функции: одну для обработки ошибки, вторую для обработки результата. Обернём их в Either.either (из ramda-fantasy.js api).

Either.either берёт три параметра: обработчика результата, обработчика ошибки и монаду Either. Either каррирована, поэтому мы можем передать обработчики сейчас, а Either (третий параметр) — позже.

Как только Either.either получает все три параметра, она передаёт Either либо в обработчик результата, либо в обработчик ошибки, в зависимости от того, чем является Either — Right или Left.

const displayTotal = (total) => { console.log(‘Total Price: ‘ + total) };
const logError = (error) => { console.log(‘Error: ‘ + error.message); };
const eitherLogOrShow = Either.either(logError, displayTotal);

Этап 4. Используем метод chain для комбинирования функций, кидающих ошибки. Передадим их результаты в Either.either (eitherLogOrShow), которая позаботится о том, чтобы ретранслировать их в обработчик результата или ошибки.

const showTotalPrice = (item) => eitherLogOrShow(getItemPrice(item).chain(apply25PercDisc).chain(addCaliTax));

Соберём всё вместе:

const tax = R.curry((tax, price) => {
  if (!_.isNumber(price)) return Left(new Error("Price must be numeric"));

  return  Right(price + (tax * price));
});

const discount = R.curry((dis, price) => {
  if (!_.isNumber(price)) return Left(new Error("Price must be numeric"));

  if (price < 10) return Left(new Error("discount cant be applied for items priced below 10"));

  return Right(price - (price * dis));
});

const addCaliTax = (tax(0.1));//налог 10 %

const apply25PercDisc = (discount(0.25));// скидка 25 %

const getItemPrice = (item) => Right(item.price);

const displayTotal = (total) => { console.log('Total Price: ' + total) };

const logError = (error) => { console.log('Error: ' + error.message); };

const eitherLogOrShow = Either.either(logError, displayTotal);

//api
const showTotalPrice = (item) => eitherLogOrShow(getItemPrice(item).chain(apply25PercDisc).chain(addCaliTax));

let tShirt = { name: 't-shirt', price: 11 };
let pant = { name: 't-shirt', price: '10 dollars' }; //error
let chips = { name: 't-shirt', price: 5 }; //less than 10 dollars error

showTotalPrice(tShirt) // Сумма: 9,075
showTotalPrice(pant)   // Ошибка: цена должна быть числом
showTotalPrice(chips)  // Ошибка: скидка не применяется к цене ниже 10

Пример 3. Присвоение значения потенциальным Null-объектам

***Использована ФП-концепция: аппликативность (Applicative)

---

Применение: допустим, нужно дать пользователю скидку, если он залогинился и если действует промоакция (т. е. существует скидка).

Воспользуемся методом applyDiscount. Он может кидать null-ошибки, если пользователь (слева) или скидка (справа) является null.

//Добавим скидку в объект user, если существует и пользователь, и скидка.
//Null-ошибки кидаются в том случае, если пользователь или скидка является null.
const applyDiscount = (user, discount) => {
    let userClone = clone(user);// С помощью какой-нибудь библиотеки сделаем копию  
    userClone.discount = discount.code;
   return userClone;
}

Посмотрим, как можно решить это с помощью аппликативности.

Аппликативность (Applicative)

Любой класс, имеющий метод ap и реализующий спецификацию Applicative, называется аппликативным. Такие классы могут использоваться в функциях, которые работают с null-значениями как с левой стороны (пользователь) уравнения, так и с правой (скидка).

Монады Maybe (как и все монады) тоже реализуют спецификацию ap, а значит, они тоже аппликативные, а не просто монады. Поэтому на функциональном уровне мы можем использовать монады Maybe для работы с null. Посмотрим, как заставить работать applyDiscount с помощью монады Maybe, используемой как аппликативная.

Этап 1. Обернём потенциальные null-значения в монады Maybe.

const maybeUser = Maybe(user);
const maybeDiscount = Maybe(discount);

Этап 2. Перепишем функцию и каррируем её, чтобы передавать по одному параметру за раз.

// перепишем функцию и каррируем её, чтобы
// передавать по одному параметру за раз
var applyDiscount = curry(function(user, discount) {     
       user.discount = discount.code;     
       return user; 
});

Этап 3. Передадим через map первый аргумент (maybeUser) в applyDiscount.

// передадим через map первый аргумент (maybeUser) в applyDiscount
const maybeApplyDiscountFunc = maybeUser.map(applyDiscount);
//Обратите внимание, что поскольку applyDiscount каррирована и map передаст только один параметр, то возвращаемый результат (maybeApplyDiscountFunc) будет обёрнутой в монаду Maybe функцией applyDiscount, которая в своём замыкании теперь содержит maybeUser(первый параметр).

Иными словами, теперь у нас есть функция, обёрнутая в монаду!

Этап 4. Работаем с maybeApplyDiscountFunc.

На этом этапе maybeApplyDiscountFunc может быть:

1) функцией, обёрнутой в Maybe, — если пользователь существует;
2) Nothing (подклассом Maybe) — если пользователь не существует.

Если пользователь не существует, то возвращается Nothing, а все последующие действия с ним полностью игнорируются. Так что если мы передадим второй аргумент, то ничего не произойдёт. Также не будет null-ошибок.

Если пользователь существует, то можем попытаться передать второй аргумент в maybeApplyDiscountFunc через map, чтобы выполнить функцию:

maybeDiscount.map(maybeApplyDiscountFunc)! // ПРОБЛЕМА!

Ой-ёй: map не знает, как выполнять функцию (maybeApplyDiscountFunc), когда она сама внутри Maybe!

Поэтому нам нужен другой интерфейс для работы по такому сценарию. И этот интерфейс — ap!

Этап 5. Освежим информацию о функции ap. Метод ap берёт другую монаду Maybe и передаёт/применяет к ней хранимую им в данный момент функцию.

class Maybe {
  constructor(val) {
    this.val = val;
  }
  ...
  ...
  //ap берёт другую maybe и применяет к ней хранящуюся в нём функцию.
  //this.val ДОЛЖЕН быть функцией или Nothing (и не может быть строкой или числом)
  ap(differentMayBe) { 
     return differentMayBe.map(this.val); 
  }
}

Можем просто применить (ap) maybeApplyDiscountFunc к maybeDiscount вместо использования map, как показано ниже. И это будет прекрасно работать!

maybeApplyDiscountFunc.ap(maybeDiscount)
//Поскольку applyDiscount хранится внутри this.val в обёртке maybeApplyDiscountFunc:
maybeDiscount.map(applyDiscount)
//Далее, если maybeDiscount имеет скидку, то функция выполняется. Если maybeDiscount является Null, то ничего не происходит.

Для сведения: очевидно, в спецификации Fantasy Land внесли изменение. В старой версии нужно было писать: Just(f).ap(Just(x)), где f — это функция, х — значение. В новой версии нужно писать Just(x).ap(Just(f)). Но реализации по большей части пока не изменились. Спасибо keithalexander.

Подведём итог. Если у вас есть функция, работающая с несколькими параметрами, каждый из которых может быть null, то сначала каррируйте её, а затем поместите внутрь Maybe. Также поместите в Maybe все параметры, а для исполнения функции воспользуйтесь ap.

Функция curryN

Мы уже знакомы с каррированием. Это простое преобразование функции, чтобы она брала не несколько аргументов сразу, а по одному.

//Пример каррирования:
const add = (a, b) =>a+b;
const curriedAdd = R.curry(add);
const add10 = curriedAdd(10);//Передаёт первый аргумент. Возвращает функцию, берущую второй (b) параметр.
//Запускает функцию после передачи второго параметра.
add10(2) // -> 12 //внутренне запускает add с 10 и 2.

Но что если вместо добавления всего двух чисел функция add могла суммировать все числа, передаваемые в неё в качестве аргументов?

const add = (...args) => R.sum(args); //Суммирует все числа в аргументах

Мы всё ещё можем каррировать её, ограничив количество аргументов с помощью curryN:

//пример curryN
const add = (...args) => R.sum(args);
//пример CurryN:
const add = (...args) => R.sum(args);
const add3Numbers = R.curryN(3, add);
const add5Numbers = R.curryN(5, add);
const add10Numbers = R.curryN(10, add);
add3Numbers(1,2,3) // 6
add3Numbers(1) // возвращает функцию, берущую ещё два параметра.
add3Numbers(1, 2) // возвращает функцию, берущую ещё один параметр.

Использование curryN для ожидания количества вызовов функции

Допустим, нам нужна функция, которая пишет в лог только тогда, когда мы вызвали её три раза (один и два вызова игнорируются). Например:

//грязное решение
let counter = 0;
const logAfter3Calls = () => {
 if(++counter == 3)
   console.log('called me 3 times');
}
logAfter3Calls() // Ничего не происходит
logAfter3Calls() // Ничего не происходит
logAfter3Calls() // 'called me 3 times'

Можем эмулировать такое поведение с помощью curryN.

//чистое решение
const log = () => {
   console.log('called me 3 times');
}
const logAfter3Calls = R.curryN(3, log);
//вызов
logAfter3Calls('')('')('')//'called me 3 times'
//Примечание: мы передаём '', чтобы удовлетворить CurryN фактом передачи параметра.

Примечание: мы будем использовать эту методику при аппликативной валидации.

Пример 4. Сбор и отображение ошибок

В разделе рассматривается: валидация (известна как функтор Validation, аппликативность Validation, монада Validation).

Валидациями обычно называют аппликативность Validation (Validation Applicative), потому что она чаще всего применяется для валидации с использованием функции ap (apply).

Валидации аналогичны монадам Either и часто используются для работы с комбинациями функций, кидающих ошибки. Но в отличие от Either, в которых мы для комбинирования обычно применяем метод chain, в монадах Validation мы для этого обычно используем метод ap. Кроме того, если chain позволяет собирать только первую ошибку, то ap, особенно в монадах Validation, даёт собирать в массив все ошибки.

Обычно эти монады используются при валидации форм ввода, когда нам нужно сразу показать все ошибки.

Применение: у нас есть форма регистрации, которая проверяет имя, пароль и почту с помощью трёх функций (isUsernameValid, isPwdLengthCorrect и ieEmailValid). Нам нужно одновременно показать все три ошибки, если они возникнут.

Для этого воспользуемся функтором Validation. Посмотрим, как это можно реализовать с помощью аппликативности Validation.

Возьмём из folktalejs библиотеку data.validation, в ramda-fantasy она ещё не реализована. По аналогии с монадой Either у нас есть два конструктора: Success и Failure. Это подклассы, каждый из которых реализует спецификации Either.

Этап 1. Для использования валидации нам нужно обернуть правильные значения и ошибки в конструкторы Success и Failure (т. е. создать экземпляры этих классов).

const Validation = require('data.validation') //из folktalejs
const Success = Validation.Success
const Failure = Validation.Failure
const R = require('ramda');
//вместо:
function isUsernameValid(a) {
    return /^(0|[1-9][0-9]*)$/.test(a) ? 
           ["Username can't be a number"] : a
}
//используем:
function isUsernameValid(a) {
    return /^(0|[1-9][0-9]*)$/.test(a) ? 
         Failure(["Username can't be a number"]) : Success(a)
}

Повторите процесс для всех проверочных функций, кидающих ошибки.

Этап 2. Создадим пустую функцию (dummy function) для хранения успешного статуса проверки.

const returnSuccess = () => 'success';//просто возвращает success

Этап 3. Используем curryN для многократного применения ap

С ap есть проблема: левая часть должна быть функтором (или монадой), содержащим функцию.

Допустим, нам нужно многократно применить ap. Это будет работать, только если monad1 содержит функцию. И результат monad1.ap(monad2), т. е. resultingMonad, тоже должен быть монадой с функцией, чтобы можно было применить ap к monad3.

let finalResult = monad1.ap(monad2).ap(monad3)
//можно переписать как
let resultingMonad = monad1.ap(monad2)
let finalResult = resultingMonad.ap(monad3)
//будет работать, если monad1 содержит функцию, а результат monad1.ap(monad2) является другой монадой (resultingMonad) с функцией

В общем, чтобы дважды применить ap, нам нужны две монады, содержащие функции.

В данном случае у нас три функции, к которым нужно применить ap.

Допустим, мы сделали что-то такое.

         Success(returnSuccess)
        .ap(isUsernameValid(username)) //работает
        .ap(isPwdLengthCorrect(pwd))//не работает
        .ap(ieEmailValid(email))//не работает

Предыдущий код не станет работать, потому что результатом Success(returnSuccess).ap(isUsernameValid(username)) будет значение. И мы не сможем применить ap ко второй и третьей функциям.

Можно использовать curryN, чтобы возвращать функцию до тех пор, пока она не будет вызвана N раз.

//3 — потому что вызываем ap три раза.
let success = R.curryN(3, returnSuccess);

Теперь каррированная success возвращает функцию три раза.

function validateForm(username, pwd, email) {
    //3 — потому что вызываем ap три раза.
    let success = R.curryN(3, returnSuccess);
    return Success(success)// по умолчанию; используется для трёх ap
        .ap(isUsernameValid(username))
        .ap(isPwdLengthCorrect(pwd))
        .ap(ieEmailValid(email))
}

Соберём всё вместе:

const Validation = require('data.validation') //из folktalejs
const Success = Validation.Success
const Failure = Validation.Failure
const R = require('ramda');

function isUsernameValid(a) {
    return /^(0|[1-9][0-9]*)$/.test(a) ? Failure(["Username can't be a number"]) : Success(a)
}

function isPwdLengthCorrect(a) {
    return a.length == 10 ? Success(a) : Failure(["Password must be 10 characters"])
}

function ieEmailValid(a) {
    var re = /^(([^<>()[]\.,;:s@"]+(.[^<>()[]\.,;:s@"]+)*)|(".+"))@(([[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}])|(([a-zA-Z-0-9]+.)+[a-zA-Z]{2,}))$/;

    return re.test(a) ? Success(a) : Failure(["Email is not valid"])
}

const returnSuccess = () => 'success';//просто возвращает success

function validateForm(username, pwd, email) {
    let success = R.curryN(3, returnSuccess);// 3 — потому что вызываем ap три раза.
    return Success(success)
        .ap(isUsernameValid(username))
        .ap(isPwdLengthCorrect(pwd))
        .ap(ieEmailValid(email))
}

validateForm('raja', 'pwd1234567890', 'r@r.com').value;
//Output: success

validateForm('raja', 'pwd', 'r@r.com').value;
//Output: ['Password must be 10 characters' ]

validateForm('raja', 'pwd', 'notAnEmail').value;
//Output: ['Password must be 10 characters', 'Email is not valid']

validateForm('123', 'pwd', 'notAnEmail').value;
//['Username can't be a number', 'Password must be 10 characters', 'Email is not valid']

Автор: Mail.Ru Group

Источник