如何用 JavaScript 实现一个数组惰性求值库

在编程语言理论中,惰性求值(英语:Lazy Evaluation),又译为惰性计算、懒惰求值,也称为传需求调用(call-by-need),是一个计算机编程中的一个概念,它的目的是要最小化计算机要做的工作。它有两个相关而又有区别的含意,可以表示为“延迟求值”和“最小化求值”,除可以得到性能的提升外,惰性计算的最重要的好处是它可以构造一个无限的数据类型。

看到函数式语言里面的惰性求值,想自己用 JavaScript 写一个最简实现,加深对惰性求值了解。用了两种方法,都不到 80 行实现了基本的数组的惰性求值。

怎么实现

惰性求值每次求值的时候并不是返回数值,而是返回一个包含计算参数的求值函数,每次到了要使用值得时候,才会进行计算。

当有多个惰性操作的时候,构成一个求值函数链,每次求值的时候,每个求值函数都向上一个求值函数求值,返回一个值。最后当计算函数终止的时候,返回一个终止值。

具体实现

判断求值函数终止

每次求值函数都会返回各种数据,所以得使用一个独一无二的值来作为判断流是否完成的标志。刚好 Symbol() 可以创建一个新的 symbol ,它的值与其它任何值皆不相等。

生成函数 range

range 函数接受一个起始和终止参数,返回一个求值函数,运行求值函数返回一个值,终止的时候返回终止值。

转换函数 map

接受一个求值函数和处理函数,获取求值函数 flow 中的数据,对数据进行处理,返回一个流。

过滤函数 filter

接受一个求值函数,对求值函数 flow 中数据进行过滤,找到符合的数据并且返回。

中断函数 stop

接受一个求值函数,当达到某个条件时中断,可以用闭包函数加上 stop 函数接着实现一个 take 函数。

收集函数 join

因为返回的都是一个函数,最后得使用一个 join 函数来收集所有的值并且返回一个数组。

测试:

更优雅的实现

上面使用 函数 + 闭包 实现了惰性求值,但是还是不够优雅,绝大部分代码都放到迭代和判断求值是否完成上面去了。其实 es6 中还有更好方法来实现惰性求值,就是使用 generator,generator 已经帮我们解决了迭代和判断流是否完成,我们就可以专注于逻辑,写出更简洁易懂结构清晰的代码。

还得加上链式调用才算是完成了。

最后再测试一下:

好了,大功告成。

总结

这样我们就完成了一个最简的数组惰性求值的库,这里只是简单实现了惰性求值,要放到工程中还需要添加很多细节。因为代码不过 80 行,可以很清楚的了解惰性求值原理,还能加深对生成器的理解。

最后这里是 github 地址

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