局部套用 和部分应用 是来源于数学的语言技术(基于 20 世纪数学家 Haskell Curry 和其他人的工作成果)。这两种技术存在于各种类型的语言中,可以单独或同时存在于函数式语言中。局部套用和部分应用使您能够处理函数或方法的参数数量,通常的方法是为一些参数提供一个或多个默认值(称为修正 参数)。所有 Java 下一代语言都包括局部套用和部分应用,但以不同的方式实现它们。在本文中,我将介绍这两种技术的不同之处,并展示它们在 ">Scala、Groovy 和 Clojure 中的实现细节,以及实际应用。
定义和区别
对于业余人士来说,局部套用和部分应用具有相同的效果。使用这两种技术时,都可以创建一个一些参数具有预先提供值的函数版本:
局部套用是将多参数函数转换为一系列单参数函数。它描述了转换过程,而不是转换函数的调用。调用方可以确定应用了
多少参数,从而创建一个参数更少的导出函数。 部分应用将多参数函数转换为一个参数更少的多参数函数,其值为提
前提供的省略参数的值。本技术的名称非常恰当:它将一些参数部分应用到函数,并返回一个具有签名(由剩余参数组成)的函数。
使用局部套用和部分应用,可以提供参数值并返回一个可使用缺少参数调用的函数。但是,对函数应用局部套用会返回链中的下一个函数,而部分应用会将参数值绑到在运算期间提供的值上,生成一个具有更少 元数(参数的数量)的函数。当考虑具有两个以上元数的函数时,这一区别会更加明显。例如,process(x, y, z) 函数的完全套用版本是 process(x)(y)(z),其中 process(x) 和 process(x)(y) 都是接受一个参数的函数。如果只对第一个参数应用了局部套用,那么 process(x) 的返回值将是接受一个参数的函数,因此仅接受一个参数。与此相反,在使用部分应用时,会剩下一个具有更少元数的函数。对 process(x, y, z) 的一个参数使用部分应用会生成接受两个参数的函数:process(y, z)。
这两种技术的结果通常是相同的,但二者的区别也很重要,人们通常会对它们之间的区别产生误解。更复杂的是,Groovy 可以实现部分应用和局部套用,但都将它们称为 currying。而 Scala 具有偏应用函数(partially applied function)和 PartialFunction,尽管它们的名称类似,但它们却是两个不同的概念。
在 Scala 中
Scala 支持局部套用和部分应用,还支持特征(trait),特征可以定义约束函数(constrained function)。
局部套用
在 Scala 中,函数可以将多个参数列表定义为括号组。调用参数数量比其定义数量少的函数时,会返回一个将缺少参数列表作为其参数的函数。请考虑 Scala 文档的示例,如清单 1 所示。
清单 1. Scala 的参数局部套用
def filter(xs: List[Int], p: Int => Boolean): List[Int] = if (xs.isEmpty) xs else if (p(xs.head)) xs.head :: filter(xs.tail, p) else filter(xs.tail, p)def modN(n: Int)(x: Int) = ((x % n) == 0)val nums = List(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)println(filter(nums, modN(2)))println(filter(nums, modN(3)))
在清单 1 中,filter() 函数递归地应用传递的过滤条件。modN() 函数定义了两个参数列表。在我使用 filter() 调用 modN 时,我传递了一个参数。filter() 函数被作为函数的第二个参数,具有一个 Int 参数和一个 Boolean 返回值,这与我传递的局部套用函数的签名相匹配。
偏应用函数
在 Scala 中还可以部分应用函数,如清单 2 所示。
清单 2. Scala 中部分应用的函数
def price(product : String) : Double = product match { case "apples" => 140 case "oranges" => 223}def withTax(cost: Double, state: String) : Double = state match { case "NY" => cost * 2 case "FL" => cost * 3}val locallyTaxed = withTax(_: Double, "NY")val costOf
Apples = locallyTaxed(price("apples"))assert(Math.round(costOfApples) == 280)
在清单 2 中,我首先创建了一个 price 函数,它返回了产品和价格之间的映射。然后我创建了一个 withTax() 函数,其参数为 cost 和 state。但是,在特殊的源文件中,我知道要专门处理一个国家的税收。我没有对每次调用的额外参数应用局部套用,而是部分应用了 state 参数,并返回一个 state 值固定的函数。locallyTaxed 函数接受一个参数,即 cost。