• 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appendtransduce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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