JavaScript 函數式程式設計簡介：Do monad #12

在函數式程式設計中，monad 提供了一種以結構化且可預測的方式處理計算的方法。在各種 monad 中，Do Monad（也稱為「Do 表示法」或「Monad 理解」）是一個強大的構造，它允許對 Monad 操作進行更具可讀性和命令式的處理。

什麼是 Do Monad？

Do Monad 是一種語法糖，它允許您以類似於命令式程式設計的風格編寫單子操作序列，從而簡化單子的使用。 Do Monad 不是使用 .then 或 .flatMap 連結操作，而是讓您編寫更簡單、更易讀的程式碼。

Do Monad 的好處

1. 可讀性：它允許以乾淨、線性的方式編寫複雜的一元操作。
2. 命令式風格：提供一種以命令式程式設計所熟悉的風格來表示一元計算的方法。
3. 錯誤處理：透過提供清晰一致的結構來簡化單子運算中錯誤的處理。

在 JavaScript 中實作 Do Monad

雖然 JavaScript 沒有像 Haskell 那樣內建對 Do Monad 的支持，但我們可以使用生成器函數和自訂運行器來實現類似的構造。

範例：實作 Do Monad Runner

讓我們先實作一個可以處理 Promise monad 的 Do Monad 運行器。

function* doGenerator() {
  const a = yield Promise.resolve(1);
  const b = yield Promise.resolve(2);
  const c = yield Promise.resolve(a + b);
  return c;
}

function runDo(genFunc) {
  const iter = genFunc();

  function handle(result) {
    if (result.done) return Promise.resolve(result.value);
    return Promise.resolve(result.value).then(res => handle(iter.next(res)));
  }

  return handle(iter.next());
}

// Usage
runDo(doGenerator).then(result => console.log(result)); // 3

在此範例中，doGenerator 是一個產生 Promise 的生成器函數。 runDo 函數執行產生器，處理每個產生的 Promise 並將解析後的值傳回產生器。

Do Monad 的實際應用

Do Monad 可用於需要以可讀和可維護的方式對一元操作進行排序的各種場景。

範例：處理非同步操作

讓我們增強前面的範例以處理更複雜的非同步操作。

function* fetchUserData() {
  const user = yield fetch('https://api.example.com/user/1').then(res => res.json());
  const posts = yield fetch(`https://api.example.com/user/${user.id}/posts`).then(res => res.json());
  const firstPost = posts[0];
  const comments = yield fetch(`https://api.example.com/posts/${firstPost.id}/comments`).then(res => res.json());
  return { user, firstPost, comments };
}

runDo(fetchUserData).then(result => console.log(result));

在此範例中， fetchUserData 是一個生成器函數，它產生用於獲取使用者資料、他們的貼文以及第一篇貼文的評論的承諾。 runDo 函數以可讀且結構化的方式執行這些非同步操作。

範例：使用 Maybe Monad 處理可選值

我們也可以將 Do Monad 模式與其他 monad 一起使用，例如 Maybe。

class Maybe {
  constructor(value) {
    this.value = value;
  }

  static of(value) {
    return new Maybe(value);
  }

  map(fn) {
    return this.value === null || this.value === undefined ? Maybe.of(null) : Maybe.of(fn(this.value));
  }

  flatMap(fn) {
    return this.value === null || this.value === undefined ? Maybe.of(null) : fn(this.value);
  }
}

function* maybeDoGenerator() {
  const a = yield Maybe.of(1);
  const b = yield Maybe.of(2);
  const c = yield Maybe.of(a + b);
  return c;
}

function runMaybeDo(genFunc) {
  const iter = genFunc();

  function handle(result) {
    if (result.done) return Maybe.of(result.value);
    return result.value.flatMap(res => handle(iter.next(res)));
  }

  return handle(iter.next());
}

// Usage
const result = runMaybeDo(maybeDoGenerator);
console.log(result); // Maybe { value: 3 }

在此範例中，maybeDoGenerator 是一個與 Maybe monad 配合使用的生成器函數。 runMaybeDo 函數執行產生器，處理每個產生的 Maybe 值並將解包的值傳回產生器。

Do Monad 是一個強大的構造，它允許您以更具可讀性和命令性的風格編寫單子操作序列，從而簡化了單子的使用。透過實作 Do Monad 運行器，您可以以結構化且可維護的方式處理複雜的非同步操作、可選值和其他單子計算。

雖然 JavaScript 本身不支援 Do Monad 語法，但使用生成器函數和自訂運行器，您可以實現類似的功能。這種方法增強了程式碼的可讀性和可維護性，使函數式程式設計風格中的單子操作變得更容易。

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