Bind函數

Bind函數在函數式編程中是如此重要，以至于函數式編程語言會為bind函數設計語法糖。另一個角度Bind函數非常難以理解，幾乎很少有人能通過簡單的描述說明白bind函數的由來及原理。
這篇文章試圖通過“人話”來描述bind函數，并通過淺顯的實例為零函數式編程語言的開發者揭秘bind函數的作用及用法。

public string GetSomething(int id) {var x = GetFirstThing(id);if (x != null){var y = GetSecondThing(x);if(y != null){var z = GetThirdThing(y);if (z != null){return z;}}}return null; }

你一定寫過類似的代碼，估計你也明白這樣的代碼看起來很丑陋，一層層的判空嵌套打亂了代碼的主題結構。
有沒法讓他變的更優雅？當然你可以通過"early return"的做法，不過這種方式不在我們的討論范圍之內。
這種風格的代碼存在一個明顯的code smell, GetFirstThing()/GetSecondThing()/GetThirdThing()等方法有可能返回null，我們說return null是一種不真確的做法，相關分析見拒絕空引用異常。使用Optional類型重構如下：

public Optional<string> GetSomething(int id) {var x = GetFirstThing(id);if (x.HasValue()){var y = GetSecondThing(x);if(y.HasValue()){var z = GetThirdThing(y);if (z.HasValue()){return z;}}}return Optional.None<string>(); }

看起來代碼結果跟之前一模一樣，重構后的代碼并沒有變得更漂亮。不過現在的GetFirstThing()/GetSecondThing()/GetThirdThing()方法返回值為Optional<string>類型，不再是普通的string類型：

public Optional<string> GetFirstThing(int id) {//...return Optional.None<string>(); }

重構后的這段代碼很有意思，我們可以從函數組合的角度來讓整個代碼段變的更加優雅。

組合

這段代碼其實做了一件事，那就是通過調用三個函數GetFirstThing()/GetSecondThing()/GetThirdThing()來完成一個業務邏輯。從函數式編程思想的角度出發，我們傾向于把若干個小的函數連接起來，根據以前學過的知識，只有一個輸入和一個輸出的函數才能連接起來：
他們之所以能夠連接是因為這兩個函數的簽名一致，都擁有一個輸入和一個輸出。
例如：int -> string, string -> bool就可以組合為int -> bool。
而我們此時擁有的三個函數方法簽名如下：

GetFirstThing: int -> Optional<string> GetSecondThing: string -> Optional<string> GetThirdThing: string -> Optional<string>

顯然GetFirstThing和GetSecondThing是無法直接連接的，原因是GetFirstThing返回了Optional<string>類型，而GetSecondThing的輸入卻是一個普通的string類型。如果我們能夠在Optional<T>上擴展一個函數，函數接受一個簽名為T -> Optional<T>的函數，那么我們就有可能將上面的三個函數串聯起來：

public static class Optional {public static Optional<T> Bind<T>(this Optional<T> input, Func<T, Optional<T>> f){if (input.HasValue()){return f(input.Value);}return Optional.None<T>();} }

有了上面這個神奇的bind函數你就可以將上面的三個函數連接起來了：

public string GetSomething(int id) {return GetFirstThing(id).Bind(GetSecondThing).Bind(GetThirdThing); }

用F#實現：

let address = getFirstThing id|> bind getSecondThing|> bind getThirdThing

通過bind函數我們成功將三個函數連接了起來， 同時將判空放在了bind函數里，從而保持主要邏輯部分更加線性和清晰。

如何編寫屬于自己的bind函數

首先需要定義一個泛型類型E<a>，例如我們上面例子中提到的Optional<T>

編寫屬于Optional<T>的bind函數，bind函數的簽名為E<a> -> (f: a -> E<b>) -> E<b>。 接收一個E<a>，同時接受一個簽名為a -> E<b>的函數，返回E<b>。

List<T>中的bind函數

我們經常用的List<T>就是一個典型的泛型類型，那他上面有沒有bind函數？當然有，不過叫做SelectMany, Scala中也叫flatMap。
看一下SelectMany的方法簽名，正好符合bind函數的簽名要求：

public static IEnumerable<TResult> SelectMany<TSource, TResult>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, IEnumerable<TResult>> selector) {//... }

SelectMany可以用在什么樣的場景中？
例如有這樣一個場景，一篇文章(paper)可以有若干章節(section)組成，每個章節(section)又有若干行(row)組成，每行(row)有若干單詞(word)組成。

問：給定一篇文章(paper)，請找出大于10行(row)的章節(section)，里面排除注釋的行(row)總共的單詞(word)數量。

首先根據需求變下下面的若干函數：

private List<Paper.Section> GetSections(Paper paper) {return paper.Sections.Where(s => s.Rows.Count > 10).ToList(); }private List<Paper.Section.Row> GetRows(Paper.Section section) {return section.Rows.Where(r=>!r.IsComment).ToList(); }private List<Paper.Section.Row.Word> GetWords(Paper.Section.Row row) {return row.Words; }

且看這三個函數的簽名：

GetSections: Papaer -> List<Section> GetRows: Section -> List<Row> GetWords: Row -> List<Word>

正好這就是就符合bind函數連接的需求：

var length = GetSections(paper).SelectMany(GetRows).SelectMany(GetWords).Count();

F#實現：

let words = getSections paper|> bind getRows|> bind getWordswords.Length

bind函數的語法糖支持

bind函數在函數式編程中如此常見，以至于需要設計單獨的語法糖，Haskell中叫do natation, Scala中叫for comprehension，F#用Computation expressions：

list {let! section = getSections(paper)let! row = getRows(section)let! word = getWord(row)return word }

轉載于:https://www.cnblogs.com/xiandnc/p/9684271.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的函数式编程之-bind函数的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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