F# функция карри
У кого-нибудь есть достойный пример, желательно практический / полезный, который они могли бы опубликовать, демонстрируя концепцию?
6 ответов
(Правка: маленький Коам с Ocaml FP, чтобы все начать)
Коан Карри (Коан о еде, а не о еде)
Студент подошел к Жаку Гарригу и сказал: "Я не понимаю, для чего полезно карри". Жак ответил: "Скажи мне свое любимое блюдо и твой любимый десерт". Озадаченный студент ответил, что ему нравятся окономияки и кантен, но, хотя в его любимом ресторане подают отличные окономияки, их кантен всегда вызывал у него боль в животе на следующее утро. Итак, Жак отвел студента в ресторан, который обслуживал окономияки так же хорошо, как любимый ученик, а затем отвез его через весь город в магазин, в котором был отличный кантен, где ученик с радостью применял оставшуюся часть своего аппетита. Студент был насыщен, но он не был просветленным... до следующего утра, когда он проснулся, и его живот чувствовал себя хорошо.
Мои примеры будут касаться использования его для повторного использования и инкапсуляции кода. Это довольно очевидно, если вы посмотрите на них, и вам следует привести конкретный простой пример, который вы можете использовать в различных ситуациях.
Мы хотим сделать карту поверх дерева. Эта функция может быть каррирована и применена к каждому узлу, если ей нужно более одного аргумента - так как мы будем применять его на узле в качестве последнего аргумента. Его не нужно каррировать, но написание другой функции (при условии, что эта функция используется в других случаях с другими переменными) было бы пустой тратой.
type 'a tree = E of 'a | N of 'a * 'a tree * 'a tree
let rec tree_map f tree = match tree with
| N(x,left,right) -> N(f x, tree_map f left, tree_map f right)
| E(x) -> E(f x)
let sample_tree = N(1,E(3),E(4)
let multiply x y = x * y
let sample_tree2 = tree_map (multiply 3) sample_tree
но это так же, как:
let sample_tree2 = tree_map (fun x -> x * 3) sample_tree
Так что этот простой случай не убедителен. Тем не менее, он действительно эффективен, когда вы используете язык чаще и, естественно, сталкиваетесь с этими ситуациями. Другой пример с некоторым повторным использованием кода в качестве каррирования. Рекуррентное отношение для создания простых чисел. Ужасно много сходства там:
let rec f_recurrence f a seed n =
match n with
| a -> seed
| _ -> let prev = f_recurrence f a seed (n-1) in
prev + (f n prev)
let rowland = f_recurrence gcd 1 7
let cloitre = f_recurrence lcm 1 1
let rowland_prime n = (rowland (n+1)) - (rowland n)
let cloitre_prime n = ((cloitre (n+1))/(cloitre n)) - 1
Хорошо, теперь rowland и cloitre являются функциями карри, так как они имеют свободные переменные, и мы можем получить любой индекс его последовательности, не зная и не беспокоясь о f_recurrence.
В то время как предыдущие примеры отвечали на вопрос, вот два простых примера того, как Curry может быть полезен для F# программирования.
open System.IO
let appendFile (fileName : string) (text : string) =
let file = new StreamWriter(fileName, true)
file.WriteLine(text)
file.Close()
// Call it normally
appendFile @"D:\Log.txt" "Processing Event X..."
// If you curry the function, you don't need to keep specifying the
// log file name.
let curriedAppendFile = appendFile @"D:\Log.txt"
// Adds data to "Log.txt"
curriedAppendFile "Processing Event Y..."
И не забывайте, что вы можете использовать семейство функций Printf! В версии с карри обратите внимание на явное отсутствие лямбды.
// Non curried, Prints 1 2 3
List.iter (fun i -> printf "%d " i) [1 .. 3];;
// Curried, Prints 1 2 3
List.iter (printfn "%d ") [1 .. 3];;
Карринг описывает процесс преобразования функции с несколькими аргументами в цепочку функций с одним аргументом. Пример в C# для функции с тремя аргументами:
Func<T1, Func<T2, Func<T3, T4>>> Curry<T1, T2, T3, T4>(Func<T1, T2, T3, T4> f)
{
return a => b => c => f(a, b, c);
}
void UseACurriedFunction()
{
var curryCompare = Curry<string, string, bool, int>(String.Compare);
var a = "SomeString";
var b = "SOMESTRING";
Console.WriteLine(String.Compare(a, b, true));
Console.WriteLine(curryCompare(a)(b)(true));
//partial application
var compareAWithB = curryCompare(a)(b);
Console.WriteLine(compareAWithB(true));
Console.WriteLine(compareAWithB(false));
}
Теперь логический аргумент, вероятно, не тот аргумент, который вы, скорее всего, захотите оставить открытым с частичным применением. Это одна из причин, почему порядок аргументов в функциях F# поначалу может показаться немного странным. Давайте определим другую функцию карри в C#:
Func<T3, Func<T2, Func<T1, T4>>> BackwardsCurry<T1, T2, T3, T4>(Func<T1, T2, T3, T4> f)
{
return a => b => c => f(c, b, a);
}
Теперь мы можем сделать что-то более полезное:
void UseADifferentlyCurriedFunction()
{
var curryCompare = BackwardsCurry<string, string, bool, int>(String.Compare);
var caseSensitiveCompare = curryCompare(false);
var caseInsensitiveCompare = curryCompare(true);
var format = Curry<string, string, string, string>(String.Format)("Results of comparing {0} with {1}:");
var strings = new[] {"Hello", "HELLO", "Greetings", "GREETINGS"};
foreach (var s in strings)
{
var caseSensitiveCompareWithS = caseSensitiveCompare(s);
var caseInsensitiveCompareWithS = caseInsensitiveCompare(s);
var formatWithS = format(s);
foreach (var t in strings)
{
Console.WriteLine(formatWithS(t));
Console.WriteLine(caseSensitiveCompareWithS(t));
Console.WriteLine(caseInsensitiveCompareWithS(t));
}
}
}
Почему эти примеры в C#? Потому что в F# объявления функций по умолчанию карри. Вам обычно не нужно карри функции; они уже карри. Основным исключением является метод каркаса и другие перегруженные функции, которые принимают кортеж, содержащий несколько аргументов. Поэтому вы можете захотеть каррировать такие функции, и, фактически, я столкнулся с этим вопросом, когда искал библиотечную функцию, которая бы это делала. Я предполагаю, что это отсутствует (если это действительно так), потому что это довольно тривиально реализовать:
let curry f a b c = f(a, b, c)
//overload resolution failure: there are two overloads with three arguments.
//let curryCompare = curry String.Compare
//This one might be more useful; it works because there's only one 3-argument overload
let backCurry f a b c = f(c, b, a)
let intParse = backCurry Int32.Parse
let intParseCurrentCultureAnyStyle = intParse CultureInfo.CurrentCulture NumberStyles.Any
let myInt = intParseCurrentCultureAnyStyle "23"
let myOtherInt = intParseCurrentCultureAnyStyle "42"
Чтобы обойти ошибку с помощью String.Compare, поскольку, насколько я могу судить, нет способа указать, какую перегрузку с тремя аргументами выбрать, вы можете использовать необщее решение:
let curryCompare s1 s2 (b:bool) = String.Compare(s1, s2, b)
let backwardsCurryCompare (b:bool) s1 s2 = String.Compare(s1, s2, b)
Я не буду вдаваться в подробности об использовании приложения с частичной функцией в F#, потому что другие ответы уже рассмотрели это.
Это довольно простой процесс. Возьмите функцию, свяжите один из ее аргументов и верните новую функцию. Например:
let concatStrings left right = left + right
let makeCommandPrompt= appendString "c:\> "
Теперь, каррируя простую функцию concatStrings, вы можете легко добавить командную строку в стиле DOS в начало любой строки! Действительно полезно!
Ладно не совсем Более полезный случай, который я нахожу, это когда я хочу иметь функцию make, которая возвращает мне данные в виде потока.
let readDWORD array i = array[i] | array[i + 1] << 8 | array[i + 2] << 16 |
array[i + 3] << 24 //I've actually used this function in Python.
Удобная часть в том, что вместо того, чтобы создавать целый класс для такого рода вещей, вызывая конструктор, вызывая obj.readDWORD(), у вас просто есть функция, которая не может быть видоизменена из-под вас.
Вы знаете, что можете отобразить функцию в списке? Например, сопоставление функции для добавления по одному в каждый элемент списка:
> List.map ((+) 1) [1; 2; 3];;
val it : int list = [2; 3; 4]
Это на самом деле уже использует карри, потому что (+) Оператор использовался для создания функции для добавления одного к ее аргументу, но вы можете выжать немного больше из этого примера, изменив его, чтобы отобразить ту же функцию в списке списков:
> List.map (List.map ((+) 1)) [[1; 2]; [3]];;
val it : int list = [[2; 3]; [4]]
Без каррирования вы не могли бы частично применить эти функции и должны были бы написать что-то вроде этого:
> List.map((fun xs -> List.map((fun n -> n + 1), xs)), [[1; 2]; [3]]);;
val it : int list = [[2; 3]; [4]]
Я привел хороший пример симуляции карри в C# в своем блоге. Суть в том, что вы можете создать функцию, которая будет закрыта по параметру (в моем примере создать функцию для расчета налога с продаж, закрытого по значению данного муниципалитета) из существующей многопараметрической функции.
Здесь привлекательно то, что вместо того, чтобы делать отдельную функцию специально для расчета налога с продаж в округе Кук, вы можете динамически создавать (и повторно использовать) функцию во время выполнения.