Reduce 和 Transduce 的含义
一、reduce 的用法
reduce
是一种数组运算,通常用于将数组的所有成员"累积"为一个值。
var arr = [1, 2, 3, 4]; var sum = (a, b) => a + b; arr.reduce(sum, 0) // 10
上面代码中,reduce
对数组arr
的每个成员执行sum
函数。sum
的参数a
是累积变量,参数b
是当前的数组成员。每次执行时,b
会加到a
,最后输出a
。
累积变量必须有一个初始值,上例是reduce
函数的第二个参数0
。如果省略该参数,那么初始值默认是数组的第一个成员。
var arr = [1, 2, 3, 4]; var sum = function (a, b) {
console.log(a, b);
return a + b;
}; arr.reduce(sum) // => 10
// 1 2
// 3 3
// 6 4
上面代码中,reduce
方法省略了初始值。通过sum
函数里面的打印语句,可以看到累积变量每一次的变化。
总之,reduce
方法提供了一种遍历手段,对数组所有成员进行"累积"处理。
二、map 是 reduce 的特例
累积变量的初始值也可以是一个数组。
var arr = [1, 2, 3, 4]; var handler = function (newArr, x) {
newArr.push(x + 1);
return newArr;
}; arr.reduce(handler, [])
// [2, 3, 4, 5]
上面代码中,累积变量的初始值是一个空数组,结果reduce
就返回了一个新数组,等同于执行map
方法,对原数组进行一次"变形"。下面是使用map
改写上面的例子。
var arr = [1, 2, 3, 4];
var plusOne = x => x + 1;
arr.map(plusOne) // [2, 3, 4, 5]
事实上,所有的map
方法都可以基于reduce
实现。
function map(f, arr) {
return arr.reduce(function(result, x) {
result.push(f(x));
return result;
}, []);
}
因此,map
只是reduce
的一种特例。
三、reduce
的本质
本质上,reduce
是三种运算的合成。
- 遍历
- 变形
- 累积
还是来看上面的例子。
var arr = [1, 2, 3, 4];
var handler = function (newArr, x) {
newArr.push(x + 1);
return newArr;
}; arr.reduce(handler, [])
// [2, 3, 4, 5]
上面代码中,首先,reduce
遍历了原数组,这是它能够取代map
方法的根本原因;其次,reduce
对原数组的每个成员进行了"变形"(上例是加1
);最后,才是把它们累积起来(上例是push
方法)。
四、 transduce 的含义
reduce
包含了三种运算,因此非常有用。但也带来了一个问题:代码的复用性不高。在reduce
里面,变形和累积是耦合的,不太容易拆分。
每次使用reduce
,开发者往往都要从头写代码,重复实现很多基本功能,很难复用别人的代码。
var handler = function (newArr, x) {
newArr.push(x + 1);
return newArr;
};
上面的这个处理函数,就很难用在其他场合。
有没有解决方法呢?回答是有的,就是把"变形"和"累积"这两种运算分开。如果reduce
允许变形运算和累积运算分开,那么代码的复用性就会大大增加。这就是transduce
方法的由来。
transduce
这个名字来自 transform(变形)和 reduce 这两个单词的合成。它其实就是reduce
方法的一种不那么耦合的写法。
// 变形运算
var plusOne = x => x + 1; // 累积运算
var append = function (newArr, x) {
newArr.push(x);
return newArr;
}; R.transduce(R.map(plusOne), append, [], arr);
// [2, 3, 4, 5]
上面代码中,plusOne
是变形操作,append
是累积操作。我使用了 Ramda 函数库的transduce
实现。可以看到,transduce
就是将变形和累积从reduce
拆分出来,其他并无不同。
五、transduce 的用法
transduce
最大的好处,就是代码复用更容易。
var arr = [1, 2, 3, 4];
var append = function (newArr, x) {
newArr.push(x);
return newArr;
}; // 示例一
var plusOne = x => x + 1;
var square = x => x * x; R.transduce(
R.map(R.pipe(plusOne, square)),
append,
[],
arr
); // [4, 9, 16, 25] // 示例二
var isOdd = x => x % 2 === 1; R.transduce(
R.pipe(R.filter(isOdd), R.map(square)),
append,
[],
arr
); // [1, 9]
上面代码中,示例一是两个变形操作的合成,示例二是过滤操作与变形操作的合成。这两个例子都使用了 Pointfree 风格。
可以看到,transduce
非常有利于代码的复用,可以将一系列简单的、可复用的函数合成为复杂操作。作为练习,有兴趣的读者可以试试,使用reduce
方法完成上面两个示例。你会发现,代码的复杂度和行数大大增加。
六、Transformer 对象
transduce
函数的第一个参数是一个对象,称为 Transformer 对象(变形器)。前面例子中,R.map(plusOne)
返回的就是一个 Transformer 对象。
事实上,任何一个对象只要遵守 Transformer 协议,就是 Transformer 对象。
var Map = function(f, xf) {
return {
"@@transducer/init": function() {
return xf["@@transducer/init"]();
},
"@@transducer/result": function(result) {
return xf["@@transducer/result"](result);
},
"@@transducer/step": function(result, input) {
return xf["@@transducer/step"](result, f(input));
}
};
};
上面代码中,Map
函数返回的就是一个 Transformer 对象。它必须具有以下三个属性。
- @@transducer/step:执行变形操作
- @@transducer/init:返回初始值
- @@transducer/result:返回变形后的最终值
所有符合这个协议的对象,都可以与其他 Transformer 对象合成,充当transduce
函数的第一个参数。
因此,transduce
函数的参数类型如下。
transduce(
变形器 : Object,
累积器 : Function,
初始值 : Any,
原始数组 : Array
)
七、into 方法
最后,你也许发现了,前面所有示例使用的都是同一个累积器。
var append = function (newArr, x) {
newArr.push(x);
return newArr;
};
上面代码的append
函数是一个常见累积器。因此, Ramda 函数库提供了into
方法,将它内置了。也就是说,into
方法相当于默认提供append
的transduce
函数。
R.transduce(R.map(R.add(1)), append, [], [1,2,3,4]);
// 等同于
R.into([], R.map(R.add(1)), [1,2,3,4]);
上面代码中,into
方法的第一个参数是初始值,第二个参数是变形器,第三个参数是原始数组,不需要提供累积器。
下面是另外一个例子。
R.into(
[5, 6],
R.pipe(R.take(2), R.map(R.add(1))),
[1, 2, 3, 4]
) // [5, 6, 2, 3]
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