Что такое функтор? Функциональное программирование

2 года назад·5 мин. на чтение

В этой статье на простых и доступных примерах рассмотрим одну из концепций функционального программирования - Функтор.

Это серия статей о функциональном программировании:
  1. Парадигмы программирования
  2. Композиция
  3. Функторы (рассматривается в этой статье)
  4. Каррирование
  5. Чистые функции
  6. Функции первого класса

Что такое функтор?

Функтор (functor) это:
  • обертка над значением,
  • предоставляет интерфейс для преобразование (map),
  • подчиняется законам функтора (поговорим о них позже).

Примеры функторов

  • Массив (Array),
  • Промис (Promise).

Почему массив - функтор?

Вспомним определение функтора:
  • обертка над списком значений,
  • предоставляет интерфейс для преобразования - метод map,
  • подчиняется законам функтора.
[1, 2, 3]      // обернутое значение
  .map(        // интерфейс для преобразования значения
    x => x * 2
  )

Почему промис - функтор?

Промис это:
  • обертка над любым значением из JavaSctipt типов,
  • предоставляет интерфейс для преобразования - метод then,
  • подчиняется законам функтора.
const promise = new Promise((resolve, reject) => {
  resolve(
    { data: "value" } // обернутое значение, в данном случае объект
  )
});
 
promise
  .then(              // интерфейс для преобразования значения
    response => console.log(response)
  );

Что объединяет массив (или промис) и функтор?

Функтор - это паттерн проектирования, а Array и Promise - типы данных, которые основаны на этом паттерне.

Почему мы говорим, что массив и промис - функторы?

Чтобы понять, что функторы ближе чем кажутся. Массив и промис легко понять, при это они являются мощной концепцией. Мы используем их ежедневно, даже не подозревая об их сущности.

Где использовать функторы?

Немного поговорив о функторах и связав их с нашим повседневным использованием, было бы разумно рассмотреть их подробнее. Чтобы лучше понять идею функтора, создадим свои собственные функторы. Для начала рассмотрим такую задачу. Предположим, есть следующий кусочек данных.
{
  products: [
    {
      name: "All about JavaScript",
      type: "book",
      price: 22,
      discount: 20
    }
  ]
}

Постановка задачи

Найти финальную цену первого товара с учетом скидки. Если по какой-либо причине будут переданы неправильные данные, вывести строку "No data".

Шаги алгоритма

  1. Найти первый продукт со скидкой,
  2. Применить скидку,
  3. Продолжать проверку данных на валидность. Если данные не валидны - вернуть "No data".

Традиционное решение

const isProductWithDiscount = product => {
  return !isNaN(product.discount)
}
const findFirstDiscounted = products => {
  products.find(isProductWithDiscount)
}
 
const calcPriceAfterDiscount = product => {
  return product.price - product.discount
}
 
const findFinalPrice = (data, fallbackValue) => {
  if(!data || !data.products) return fallbackValue
 
  const discountedProduct = findFirstDiscounted(data.products)
  if(!discountedProduct) return fallbackValue
 
  return calcPriceAfterDiscount(discountedProduct)
}
 
findFinalPrice(data, "No data")

Комментарии к традиционному решению

Достоинства:
  • Атомарные логические единицы (isProductWithDiscount, findFirstDiscounted и calcPriceAfterDiscount),
  • Логику защищена от невалидных данных.
Что можно улучшить:
  • Cлишком много защитных проверок. (Защитное программирование (Defensive programming) является обязательным в любом отказоустойчивом программном обеспечении. Однако, в нашем коде 50% тела функции findFinalPrice — проверка на валидность данных. Это слишком много).
  • fallbackValue почти везде.

Почему нас волнуют эти улучшения?

Потому что данный код заставляет слишком в него вникать. Это негативно влияет на DX (Developer Experience) - уровень удовлетворенности разработчика от работы с кодом. Проанализируем код, чтобы прийти к лучшему решению. Части, которые мы стремимся улучшить, формируют паттерны (защита (defence) и откат (fallback)). Хорошо то, что эти части на самом деле цельные и атомарные. Мы должны иметь возможность абстрагировать этот паттерн в оболочку, которая могла бы обрабатывать эти крайние случаи вместо нас. Обертка позаботится о крайних случаях, а нам останется позаботиться только о бизнес-логике.

Функтор Maybe

Как мы обсуждали ранее, нам нужна только обертка, которая абстрагируется от обработки данных. Итак, роль функтора Maybe состоит в том, чтобы обернуть наши данные (потенциально невалидные данные) и обработать для нас крайние случаи.

Имплементация функтора Maybe

function Maybe(value) {
  const isNothing = () => {
    return value === null || value === undefined
  }
  
  const map = (fn) => {
    return isNothing() ? Maybe() : Maybe(fn(value))
  }
 
  const getValueOrFallback = {
    return (fallbackValue) => isNothing() ? fallbackValue : value;
  }
 
  return {
    map,
    getValueOrFallback,
  };
}

Пояснения к имплементации

  • isNothing проверяет валидно ли обернутое в функтор Maybe значение
  • map - интерфейс для преобразования обернутого значения, с помощью которого мы применяем функции с бизнес логикой к обернутому значению. map возвращает новое значение в другом экземпляре Maybe. Таким образом, мы можем сделать цепочку вызовов map - .map().map().map....
  • getValueOrFallback возвращает обернутое значение или запасное значение fallbackValue.

Как использовать функтор Maybe?

С валидными данными:
Maybe('Hello')
  .map(x => x.substring(1))
  .getValueOrFallback('fallback') // 'ello'
С невалидными данными:
Maybe(null)
  .map(x => x.substring(1))       // функция не будет запущена
  .getValueOrFallback('fallback') // 'fallback'
Функтор Maybe обработал крайние случаи вместо нас и не запустил функцию с невалидными данными. Нам нужно лишь позаботиться о бизнес логике. Таким образом, мы внедрили улучшение, о котором говорили в традиционном решении. Внедрим это решение в задачу.

Решение задачи с функтором Maybe

const isProductWithDiscount = product => {
  return !isNaN(product.discount)
}
const findFirstDiscounted = products => {
  return products.find(isProductWithDiscount)
}
const calcPriceAfterDiscount = product => {
  return product.price - product.discount
}
 
Maybe(data)
 .map((x) => x.products)
 .map(findFirstDiscounted)
 .map(calcPriceAfterDiscount)
 .getValueOrFallback("No data")

Комментарии к решению с функтором Maybe

Мы смогли улучшить традиционное решение при помощи функтора Maybe:
  • мы не защищаем код сами, вместо нас это делает функтор Maybe,
  • мы указали fallbackValue только один раз.
Как функтор Maybe соответствует определению функтора? Функтор Maybe это:
  1. обертка над любым значением из JavaScript типов,
  2. предоставляет интерфейс для преобразования - метод map,
  3. подчиняется законам функтора.

Законы функторов

Закон идентичности (Identity law)

Если при выполнении операции преобразования, значения в функторе преобразовываются сами на себя, результатом будет немодифицированный функтор.
const m1 = Maybe(value)
const m2 = Maybe(value).map(v => v)
// m1 и m2 эквивалентны

Закон композиции (Composition law)

Если две последовательные операции преобразования выполняются одна за другой с использованием двух функций, результат должен быть таким же, как и при одной операции отображения с одной функцией, что эквивалентно применению первой функции к результату второй.
const m1 = Maybe(value).map(v => f(g(v)))
const m2 = Maybe(value).map(v => g(v)).map(v => f(v))
// m1 и m2 эквивалентны

Зачем использовать функторы?

  • Абстракция над применением функции,
  • Усиление композиции функций,
  • Уменьшение количества защитного кода (как в функторе Maybe),
  • Более чистая структура кода,
  • Переменные более явно указывают на то, что мы ожидаем (что Maybe моделирует значение, которое может присутствовать, а может и не присутствовать).

Что означает Абстракция над применением функции?

То, что мы передаем функцию (т.е. x => x.products) в интерфейс преобразования (т.е. map) обертки (т.е. Maybe), и она знает, как позаботиться о себе (посредством своей внутренней реализации). Нас не интересуют детали реализации оболочки, которые она содержит (детали реализации скрыты), и тем не менее мы знаем, как использовать обертку (Array или Promise), используя их интерфейсы преобразования (map). И это на самом деле крайне важно в мире программирования. Это снижает планку того, как много мы, как программисты, должны понимать, чтобы иметь возможность что-то сделать. Функторы могут быть реализованы на любом языке, поддерживающем функции высшего порядка (а таких в наши дни большинство).

Почему функторы не используются повсеместно?

Просто потому, что мы к ним не привыкли. До .map.then) мы мутировали массивы или перебирали их значения вручную. Но как только мы обнаружили .map, мы начали адаптировать его в качестве нового инструмента преобразования. Я надеюсь, что, поняв ценность функторов, мы начнем чаще внедрять их в наши ежедневные задачи как привычный инструмент. Функтор Maybe - лишь пример функтора. Существует множество функторов, которые выполняет различные задачи. В этой статье мы рассмотрели самый простой из них, чтобы понять саму идею функторов.

Итоги

Функтор как паттерн проектирования - это простой, но очень мощный паттерн. Мы используем его ежедневно в различных типах данных, не догадываясь об этом. Было бы здорово, если мы сможем распознавать и ценить функторы немного больше и выделять им больше места в кодовой базе, потому что они делают код чище и дают нам больше возможностей.

JavaScript: события CustomEvent и метод dispatchEvent

2 года назад·1 мин. на чтение

В этой статье рассмотрим как создавать события Event и CustomEvent и отправлять их при помощи метода dispatchEvent(). Также рассмотрим сценарии использования кастомных событий в проектах.

События играют важную роль в web приложениях. С их помощью различные компоненты могут общаться друг с другом. Также они необходимы при реализации микрофронтенд архитектуры.

Как создать кастомное событие?

Есть несколько способов создать кастомное событие:
  • при помощи конструктора Event,
  • при помощи конструктора CustomEvent (предпочтительно)
Для того, чтобы в событии отправить дополнительные данные нужно воспользоваться CustomEvent.

Конструктор Event

Создать событие с помощью конструктора Event можно следующим образом:
const event = new Event('ADD_NOTIFICATION');
Имена событий не чувствительны к регистру (ADD_NOTIFICATION, add_notification будут восприниматься как одно и то же событие).

Конструктор CustomEvent

При помощи CustomEvent можно передавать дополнительные данные. Для этого нужно добавить их в поле detail.
const event = new CustomEvent('ADD_NOTIFICATION', {
  detail: {
    type: 'message',
    payload: 'Привет'
  }
});

Отправка событий

Событие создано, теперь нужно его отправить. Для отправки используется метод dispatchEvent(). Он принимает параметр event.
// event - объект, созданный выше
window.dispatchEvent(event);
Также в приложении есть код, который прослушивает это событие.
const handleAddNotification = (event) => {
  // ...
}
 
window.addEventListener('ADD_NOTIFICATION', handleAddNotification);

Где можно использовать кастомные события

Микрофронтенд приложения. В отличие от монолита, микрофронтенд архитектура предполагает наличие несколько изолированных частей приложения, которые используются вместе. Эти части могут быть написаны на разных фреймворках. Для того, чтобы эти части могли обмениваться между собой данными нужен слой для общения. CustomEvent - это нативное решение, не зависящее от фреймворка, отлично подходит для этих целей.