[一点总结]函数式编程入门 -- Functor & Monad

最近精神不太好,感觉整天在空虚度日。
晚上实在睡不着,想着还不如写点东西。

距离上一篇文章时间太长,欢迎回顾:https://www.jianshu.com/p/398dd160b2b0

1. 函子 Functor

看到Functor很容易让人想起C++里面一个概念叫 仿函数 ,通过给一个类实现 operator() 让这个类使用起来可以像函数一样。
实际上现在我们要了解的Functor和仿函数是两种完全不一样的东西。

函子是范畴学中的一个概念。

以下一段为自己的理解,有误请指正。

范畴学中的最小单位是对象和态射,对应到集合论中则是集合和函数。而一个范畴用集合论来讲则是由若干集合和这些集合之间的函数组成的。
举一个编程上的例子则是:对象X为String, 对象Y为Int,态射f(String): Int,这三者则构成一个范畴C.
此时引入范畴D,如图:


image.png

可以看到范畴D由对象List<String>, 对象List<Int>, 和态射F(f)构成的,而F,如同我们想的一样,则是一个函子。

函子是范畴之间的一种映射关系。
想象范畴是一张图,那么Functor可以把这个范畴映射到另一个范畴,并且不破坏原来的网络。如果C中的对象a通过F映射到了D,那么就可以用F a来指代在D中对应的a对象

如果你了解过一些函数式特性的用法的话,应该可以猜出来,这里的F(f)就是map操作。

Hint: 本文的所有代码均为Scala:

val X = List("1", "2", "3");
val Y = X.map(Integer.parseInt)// 或 X.map(x=>Integer.parseInt(x)) 

一个简单的问题:对应于上面的图,谁是 f ?
经过MapInteger.parseInt的“加强”,我们现在可以说范畴C通过函子F映射到了范畴D

1.1 那么函子F在代码里是什么东西?

让我们先回顾一下上一堂课:
我们定义一个函数 plusTen(int):int, 当我们给这个函数传递一个普通值的时候:比如plusTen(2)则得到结果12

现在我们将2这个普通值放入一个上下文环境中,为什么呢?因为现实世界中的一切东西都是有上下文的,举个例子:小李是一个普通的程序员,一天只能写555行有意义的代码,但今天小李身体不舒服,一天只写了300行,明天小李身体康复了心情也很好,一天写了777行。

如何用范畴学来解释这个例子?
范畴C:
对象X 人,
对象Y 今日产出的代码行数,
态射f 产出代码

我们可以把身体是否舒服抽取成两个函子F,G,则有身体舒服(人)身体不舒服(人)两种不同范畴。

范畴D:
对象FX 身体舒服条件下的人,
对象FY 身体舒服条件下今日产生的代码行数
态射Ff 身体舒服的条件下产出代码

范畴E:
对象GX 身体不舒服条件下的人,
对象GY 身体不舒服条件下今日产生的代码行数
态射Gf 身体不舒服的条件下产出代码

假设小李所在的世界所有程序员都一样,我们可以看出身体舒服和身体不舒服,其实是两个容器,这两个容器里可以装进小张小王小红小明,两个容器里各自提供了如何构造新态射的方法,使得每个人在不同的容器里得到的结果不一样。

通俗地讲:狭义上函子就是一类定义了如何使用map的容器。
作用上讲:函子是将一个普通函数(入参出参均是普通类型)应用给一个被函子包裹的值。
在Scala里,Option:SomeNone就是两个函子。

val x = Some(2).map(plusTen) // Some(12)
val y = None.map(plusTen) // None

2 单子 Monad

首先
Monad是一种Functor
其次
Functor使用过程中,是会像洋葱一样一层层叠加的
比如:Some(Some(Some(Some(2))))
因此Monad最重要的作用之一,是将这个洋葱拍平,俗称flatten
作用之二:Monad将一个会产生一个Monad的函数应用给一个被Monad包裹的值。看起来是不是很绕?
看代码:

def half(x: Int): Option[Int] = x % 2 match {
    case 0 => Some(x./(2))
    case 1 => None
  }

val x = Some(2).flatMap(half)
val y = Some(1).flatMap(half)
val z = Some(Some(Some(Some(4)))).flatten // z = Some(4)
println(x)  //Some(1)
println(y)  //None

实际上,狭义上我们可以认为Monad是一种实现了flatMap和flatten接口的容器。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,761评论 5 460
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,953评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,998评论 0 320
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,248评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,130评论 4 356
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,145评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,550评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,236评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,510评论 1 291
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,601评论 2 310
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,376评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,247评论 3 313
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,613评论 3 299
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,911评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,191评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,532评论 2 342
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,739评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容

  • 你可能听说过函数式编程(Functional programming),甚至已经使用了一段时间。但是,你能说清楚,...
    结构学AI阅读 1,581评论 0 3
  • 编程思路的概念[补充] 函数式编程思维范畴论基本理论基本概念纯函数函数的柯里化函数的组合Point Free声明式...
    小漠穷秋阅读 237评论 0 0
  • 现在大公司的编程方式有: 范畴论Category Theory 函数式编程是范畴论的数学分支是一门很复杂的数学,认...
    扶搏森阅读 993评论 0 0
  • 梳理这些概念:group、semigroup、monoid、functor、endofunctor、combina...
    陈半仙儿阅读 1,824评论 2 5
  • 科目二的考试真是虐心啊,每次回答我都是老泪纵横,这tm的也太难了,所以我要迎难而上。 这都是些什么乱七八糟的内容啊...
    笑傲江湖201710阅读 139评论 0 0