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自行實作 Maybe

Sam Xiao's Avatar 2021-08-18

Maybe 也是看似很玄的概念，讓我們不用處理 undefined，且可使用 map、ap 與 chain 直接改變 Maybe 內部 Value，其實只要 20 行左右就可自行實作 Maybe，讓我們對 Maybe 更加了解。

Version

Fantasy Land 5.0.0

Maybe

import { compose, map, ap, chain, inc } from 'ramda'

let Maybe = x => {
  let _isNothing = !x
  let _x = x

  let map = f => _isNothing ? Maybe () : Maybe (f (_x))

  let ap = x => _isNothing ? Maybe () : x.map (f => f (_x)) 

  let chain = f => _isNothing ? Maybe () : f (_x)

  let getValue = _ => _isNothing ? 'Nothing' : _x

  return {
    map,
    ap,
    chain,
    getValue
  }
}

let of_ = x => Maybe (x)
let getValue = x => x.getValue ()

let Just = x => of_ (x)
let Nothing = of_ ()

let inc_ = of_ (inc)
let inc__ = compose (of_, inc)

let data0 = Just (1)
compose (getValue, map (inc)) (data0) // ?
compose (getValue, ap (data0)) (inc_) // ?
compose (getValue, chain (inc__)) (data0) // ?

let data1 = Nothing
compose (getValue, map (inc)) (data1) // ?
compose (getValue, ap (data1)) (inc_) // ?
compose (getValue, chain (inc__)) (data1) // ?

Maybe 是 Monad，因此需滿足 4 個 typeclass：

  • Functor：實現 map 將 Functor 與 function 綁定
  • Apply：實現 ap 將 Apply 與包進 Apply 的 function 綁定
  • Applicative：實現 of 由 value 建立 Applicative
  • Chain：實現 chain 將 Chain 與回傳 Chain 的 function 綁定

第 4 行

let _isNothing = !x
let _x = x
  • 若沒傳入任何值，則 _isNothing 為 true，否則為 false
  • 將 x 值存進 _x 內

第 7 行

let map = f => _isNothing ? Maybe () : Maybe (f (_x))

Monad 必須實現 Functor。

根據 Fantasy Land 定義：

fantasy-land/map :: Functor f => f a ~> (a → b) → f a → f b

Object 必須有 map 才是 Functor。

若 Object 內 value 為 Nothing，則回傳 Nothing，否則將 Object 內部 _x 透過傳入 f 運算後，使用 Maybe 包成新 Maybe 回傳。

第 9 行

let ap = x => _isNothing ? Maybe () : x.map (f => f (_x))

Monad 必須實現 Apply。

根據 Fantasy Land 定義：

fantasy-land/ap :: Apply f => f a ~> f (a -> b) -> f b

Object 必須有 ap 才是 Apply。

若 Object 內 value 為 Nothing，則回傳 Nothing，否則從傳入 Maybe 取出 f 後，將 Object 內部 _x 傳入 f 運算後，改變 Maybe 回傳。

由於 ap 需呼叫 map 取得 f，因此 Apply 必須先實現 Functor 的 map

11 行

let chain = f => _isNothing ? Maybe () : f (_x)

Monad 必須實現 Chain。

根據 Fantasy Land 定義：

fantasy-land/chain :: Chain m => m a ~> (a -> m b) -> m b

Object 必須有 chain 才是 Chain。

若 Object 內 value 為 Nothing，則回傳 Nothing，否則將傳入回傳 Monad 的 function 套用 Object 內部 value 回傳。

13 行

let getValue = _ => _isNothing ? 'Nothing' : _x

使用 getValue 取出 Maybe 內部 value。

若 Object 內 value 為 Nothing，則回傳 Nothing，否則回傳 Maybe 內部 value。

23 行

let of_ = x => Maybe (x)

Monad 必須實現 Applicative。

根據 Fantasy Land 定義：

fantasy-land/of :: Applicative f => a -> f a

必須提供 of free function 將 value 包進 Applicative。

由於 of 在 ECMAScript 為 keyword 無法使用 arrow function 建立 of function，故改由 of_ 取代

24 行

let getValue = x => x.getValue ()

提供 free function 方便使用：

  • getValue：呼叫 Maybe 的 getValue

26 行

let Just = x => of_ (x)
let Nothing = of_ ()

提供 free function 建立 Maybe：

  • Just：建立 Just
  • Nothing：建立 Nothing

29 行

let inc_ = of_ (inc)
let inc__ = compose (of_, inc)
  • inc_：將 inc 包在 Maybe 內
  • inc__：inc 回傳 Maybe

32 行

let data0 = Just (1)
compose (getValue, map (inc)) (data0) // ?
compose (getValue, ap (data0)) (inc_) // ?
compose (getValue, chain (inc__)) (data0) // ?
  • data0 為 Just
  • 使用 Ramda 的 map 將 Maybe 與 inc 綁定，確認自行建立的 Maybe 符合 Fantasy Land 規格
  • 使用 Ramda 的 ap 將 Maybe 與包進 Maybe 的 function 綁定，確認自行建立的 Maybe 符合 Fantasy Land 規格
  • 使用 Ramda 的 chain 將 Maybe 與回傳 Maybe 的 function 綁定

maybe000

Conclusion

  • Maybe 並不是什麼黑魔法，只要使用 module 就可實現，搭配 Ramda 的 map、ap 與 chain 更可確定自行時做的 Maybe 符合 Fantasy Land 規格

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