Pipe Operator (|>) for JavaScript 提案给 js 增加了 Pipe 语法,这次结合 A pipe operator for JavaScript: introduction and use cases 文章一起深入了解这个提案。
概述
Pipe 语法可以将函数调用按顺序打平。如下方函数,存在三层嵌套,但我们解读时需要由内而外阅读,因为调用顺序是由内而外的:
const y = h(g(f(x)))
Pipe 可以将其转化为正常顺序:
const y = x |> f(%) |> g(%) |> h(%)
Pipe 语法有两种风格,分别来自 Microsoft 的 F#) 与 Facebook 的 Hack)。
之所以介绍这两个,是因为 js 提案首先要决定 “借鉴” 哪种风格。js 提案最终采用了 Hack 风格,因此我们最好把 F# 与 Hack 的风格都了解一下,并对其优劣做一个对比,才能知其所以然。
Hack Pipe 语法
Hack 语法相对冗余,在 Pipe 时使用 %
传递结果:
'123.45' |> Number(%)
这个 %
可以用在任何地方,基本上原生 js 语法都支持:
value |> someFunction(1, %, 3) // function calls
value |> %.someMethod() // method call
value |> % + 1 // operator
value |> [%, 'b', 'c'] // Array literal
value |> {someProp: %} // object literal
value |> await % // awaiting a Promise
value |> (yield %) // yielding a generator value
F# Pipe 语法
F# 语法相对精简,默认不使用额外符号:
'123.45' |> Number
但在需要显式声明参数时,为了解决上一个 Pipe 结果符号从哪来的问题,写起来反而更为复杂:
2 |> $ => add2(1, $)
await 关键字 - Hack 优
F# 在 await
yield
时需要特殊语法支持,而 Hack 可以自然的使用 js 内置关键字。
// Hack
value |> await %
// F#
value |> await
F# 代码看上去很精简,但实际上付出了高昂的代价 - await
是一个仅在 Pipe 语法存在的关键字,而非普通 await
关键字。如果不作为关键字处理,执行逻辑就变成了 await(value)
而不是 await value
。
解构 - F# 优
正因为 F# 繁琐的变量声明,反而使得在应对解构场景时得心应手:
// F#
value |> ({ a, b }) => someFunction(a, b)
// Hack
value |> someFunction(%.a, %.b)
Hack 也不是没有解构手段,只是比较繁琐。要么使用立即调用函数表达式 IIFE:
value |> (({ a, b }) => someFunction(a, b))(%)
要么使用 do
关键字:
value |> do { const { a, b } = %; someFunction(a, b) }
但 Hack 虽败犹荣,因为解决方法都使用了 js 原生提供的语法,所以反而体现出与 js 已有生态亲和性更强,而 F# 之所以能优雅解决,全都归功于自创的语法,这些语法虽然甜,但割裂了 js 生态,这是 F# like 提案被放弃的重要原因之一。
潜在改进方案
虽然选择了 Hack 风格,但 F# 与 Hack 各有优劣,所以列了几点优化方案。
利用 Partial Application Syntax 提案降低 F# 传参复杂度
F# 被诟病的一个原因是传参不如 Hack 简单:
// Hack
2 |> add2(1, %)
// F#
2 |> $ => add2(1, $)
但如果利用处于 stage1 的提案 Partial Application Syntax 可以很好的解决问题。
这里就要做一个小插曲了。js 对柯里化没有原生支持,但 Partial Application Syntax 提案解决了这个问题,语法如下:
const add = (x, y) => x + y;
const addOne = add~(1, ?);
addOne(2); // 3
即利用 fn~(?, arg)
的语法,将任意函数柯里化。这个特性解决 F# 传参复杂问题简直绝配,因为 F# 的每一个 Pipe 都要求是一个函数,我们可以将要传参的地方记为 ?
,这样返回值还是一个函数,完美符合 F# 的语法:
// F#
2 |> add~(1, ?)
上面的例子拆开看就是:
const addOne = add~(1, ?)
2 |> addOne
想法很美好,但 Partial Application Syntax 得先落地。
融合 F# 与 Hack 语法
在简单情况下使用 F#,需要利用 %
传参时使用 Hack 语法,两者混合在一起写就是:
const resultArray = inputArray
|> filter(%, str => str.length >= 0) // Hack
|> map(%, str => '['+str+']') // Hack
|> console.log // F#
不过这个 提案 被废弃了。
创造一个新的操作符
如果用 |>
表示 Hack 语法,用 |>>
表示 F# 语法呢?
const resultArray = inputArray
|> filter(%, str => str.length >= 0) // Hack
|> map(%, str => '['+str+']') // Hack
|>> console.log // F#
也是看上去很美好,但这个特性连提案都还没有。
如何用现有语法模拟 Pipe
即便没有 Pipe Operator (|>) for JavaScript 提案,也可以利用 js 现有语法模拟 Pipe 效果,以下是几种方案。
Function.pipe()
利用自定义函数构造 pipe 方法,该语法与 F# 比较像:
const resultSet = Function.pipe(
inputSet,
$ => filter($, x => x >= 0)
$ => map($, x => x * 2)
$ => new Set($)
)
缺点是不支持 await
,且存在额外函数调用。
使用中间变量
说白了就是把 Pipe 过程拆开,一步步来写:
const filtered = filter(inputSet, x => x >= 0)
const mapped = map(filtered, x => x * 2)
const resultSet = new Set(mapped)
没什么大问题,就是比较冗余,本来可能一行能解决的问题变成了三行,而且还声明了三个中间变量。
复用变量
改造一下,将中间变量变成复用的:
let $ = inputSet
$ = filter($, x => x >= 0)
$ = map($, x => x * 2)
const resultSet = new Set($)
这样做可能存在变量污染,可使用 IIFE 解决。
精读
Pipe Operator 语义价值非常明显,甚至可以改变编程的思维方式,在串行处理数据时非常重要,因此命令行场景非常常见,如:
cat "somefile.txt" | echo
因为命令行就是典型的输入输出场景,而且大部分都是单输入、单输出。
在普通代码场景,特别是处理数据时也需要这个特性,大部分具有抽象思维的代码都进行了各种类型的管道抽象,比如:
const newValue = pipe(
value,
doSomething1,
doSomething2,
doSomething3
)
如果 Pipe Operator (|>) for JavaScript 提案通过,我们就不需要任何库实现 pipe 动作,可以直接写成:
const newValue = value |> doSomething1(%) |> doSomething2(%) |> doSomething3(%)
这等价于:
const newValue = doSomething3(doSomething2(doSomething1(value)))
显然,利用 pipe 特性书写处理流程更为直观,执行逻辑与阅读逻辑是一致的。
实现 pipe 函数
即便没有 Pipe Operator (|>) for JavaScript 提案,我们也可以一行实现 pipe 函数:
const pipe = (...args) => args.reduce((acc, el) => el(acc))
但要实现 Hack 参数风格是不可能的,顶多实现 F# 参数风格。
js 实现 pipe 语法的考虑
从 提案 记录来看,F# 失败有三个原因:
- 内存性能问题。
await
特殊语法。- 割裂 js 生态。
其中割裂 js 生态是指因 F# 语法的特殊性,如果有太多库按照其语法实现功能,可能导致无法被非 Pipe 语法场景所复用。
甚至还有部分成员反对 隐性编程(Tacit programming),以及柯里化提案 Partial Application Syntax,这些会使 js 支持的编程风格与现在差异过大。
看来处于鄙视链顶端的编程风格在 js 是否支持不是能不能的问题,而是想不想的问题。
pipe 语法的弊端
下面是普通 setState
语法:
setState(state => ({
...state,
value: 123
}))
如果改为 immer
写法如下:
setState(produce(draft => draft.value = 123))
得益于 ts 类型自动推导,在内层 produce
里就已经知道 value
是字符串类型,此时如果输入字符串会报错,而如果其在另一个上下文的 setState
内,类型也会随着上下文的变化而变化。
但如果写成 pipe 模式:
produce(draft => draft.value = 123) |> setState
因为先考虑的是如何修改数据,此时还不知道后面的 pipe 流程是什么,所以 draft
的类型无法确定。所以 pipe 语法仅适用于固定类型的数据处理流程。
总结
pipe 直译为管道,潜在含义是 “数据像流水线一样被处理”,也可以形象理解为每个函数就是一个不同的管道,显然下一个管道要处理上一个管道的数据,并将结果输出到下一个管道作为输入。
合适的管道数量与体积决定了一条生产线是否高效,过多的管道类型反而会使流水线零散而杂乱,过少的管道会让流水线笨重不易拓展,这是工作中最大的考验。
讨论地址是:精读《pipe operator for JavaScript》· Issue #395 · dt-fe/weekly
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