6.5.1 函数组合

6.5.1 函数组合

 

    处理函数最重要的操作，就是组合。让我们首先看一个示例，这是非常有用的。我们将使用这个示例，用元组存储（城市的）名字和人口。在清单 6.16 中，我们创建一个函数，根据人口的规模，确定是城市、镇，还是村。还通过确定存储在列表中的几个地方的状态测试它。

 

Listing 6.16 Working with city information (F# Interactive)

 

> let places = [ ("Grantchester", 552);
                       ("Cambridge", 117900);
                       ("Prague", 1188126); ];;
val places : (string * int) list

> let statusByPopulation(population) =
     match population with
     | n when n > 1000000 -> "City"
     | n when n > 5000 -> "Town"
     | _ -> "Village";;
val statusByPopulation : int �C> string

> places |> List.map (fun (_, population) �C>
     statusByPopulation(population));;
val it : string list = ["Village"; "Town"; "City"]

 

    清单 6.16 的第一部分（创建一个测试数据的列表，声明 statusByPopulation 函数）非常简单，有趣的是在最后几行。我们想使用 List.map ，来获取每个位置的状态。要做到，我们把一个 lambda 函数作为参数值传递。这个 lambda 函数首先使用模式匹配，从元组中提取第二个元素，然后，调用 statusByPopulation 函数。

    代码运行良好，但可以写得更优雅。关键的概念是，我们必须依次执行两个操作。首先要访问元组中的第二个元素，然后，使用返回的值进行计算。由于第一个操作可以使用 snd 函数完成，我们需要组合这两个函数。在 F# 中，这可以使用函数组合运算符（>>），写成这样：

 

snd >> statusByPopulation

 

    这个操作的结果是一个函数，取一个元组，读取其第二个元素（必须是一个整数），并基于此数计算状态。我们可以了解这些函数是如何组合的，通过看表 6.1，它显示了函数的类型签名。

表 6.1 类型签名：snd，statusByPopulation，和通过使用 >> 使用运算符合这两个函数获得的函数，

函数值	类型
snd snd (after specification) statusByPopulation snd >> statusByPopulation	('a * 'b) -> 'b ('a * int) -> int int -> string ('a * int) �C> string

 

    表格的第二行，显示了 snd 函数的特定类型，在编译器推断出元组的第二个元素必须是整数之后。我们可以得到这个类型，如果用 int 类型替换第一行中的类型参数 ' b。现在，我们有两个可以组合的函数，因为，第二行的返回类型与第三行的输入类型相同。使用组成，把函数连接到一起，就获得一个函数，它调用第一个函数，并把这个调用的结果作为第二个函数的输入。这个最终的函数，其输入的类型与第二行的函数相同，返回类型与第三行的函数相同。清单 6.17 显示了我们如何使用函数组合重写原来的代码。

 

Listing 6.17 Using the function composition operator (F# Interactive)

 

> places |> List.map (fun x -> (snd >> statusByPopulation) x);;
val it : string list = ["Village"; "Town"; "City"]

> places |> List.map (snd >> statusByPopulation);;
val it : string list = ["Village"; "Town"; "City"]

 

    在第一行，我们显式调用组合函数，把包含城市名和人口的元组作为参数值。这是为了演示，组成的结果是一个函数，可以使用普通的语法来调用。然而，使用函数组合的原因是，可以使用组合的函数作为给其他函数的参数值。这里，这个组合函数取一个元组，并返回一个字符串，因此，我们可以立即使用它，作为给 List.map 的参数值，来获取该示例地方的状态列表。

    函数组合运算符的实现非常简单。下面就是我们如何定义它，假设 F# 库中不存在：

 

> let (>>) f g x = g(f(x))
val (>>) : ('a -> 'b) -> ('b -> 'c) -> 'a -> 'c

 

    在这个声明中，该运算符具有三个参数。当我们早先处理它时，只需要指定前两个参数（函数被组合）。更深入了解组合函数是如何工作的，可以看图 6.2 中对这个类型签名的两种可能的解释。

 

图 6-2 函数组合运算符的签名。如果指定三个参数值（注释在上面），依次返回调用的结果；如果只指定两个参数值（注释在下面），返回一个组合函数。

 

    这个运算符可用于组合函数，是由于偏应用。如果我们只指定前两个参数值，其结果是组合函数。当这个运算符接收第三个参数值时，它使用该参数值调用第一个函数，然后，使用这个结果调用第二个函数。很明显，指定所有三个参数值，通常没有多大用处， 我们只是能够不使用运算符，而直接调用函数 ！

    现在，我们看到在 F# 中函数组合的工作方式，让我们看看在 C# 中它看起来可能如何。