从“函数”的角度来看,y组合子是一个计算机科学的概念。大多数程序员根本不了解组合子,如果他们听说过的话。
什么是y组合子? 组合符是如何工作的? 它们有什么用? 它们在过程语言中有用吗?
从“函数”的角度来看,y组合子是一个计算机科学的概念。大多数程序员根本不了解组合子,如果他们听说过的话。
什么是y组合子? 组合符是如何工作的? 它们有什么用? 它们在过程语言中有用吗?
当前回答
JavaScript中的y组合子:
var Y = function(f) {
return (function(g) {
return g(g);
})(function(h) {
return function() {
return f(h(h)).apply(null, arguments);
};
});
};
var factorial = Y(function(recurse) {
return function(x) {
return x == 0 ? 1 : x * recurse(x-1);
};
});
factorial(5) // -> 120
编辑: 通过查看代码,我学到了很多东西,但是如果没有一些背景知识,这个代码有点难以理解——对此我感到抱歉。有了其他答案提供的一些常识,你就可以开始分析正在发生的事情了。
The Y function is the "y-combinator". Now take a look at the var factorial line where Y is used. Notice you pass a function to it that has a parameter (in this example, recurse) that is also used later on in the inner function. The parameter name basically becomes the name of the inner function allowing it to perform a recursive call (since it uses recurse() in it's definition.) The y-combinator performs the magic of associating the otherwise anonymous inner function with the parameter name of the function passed to Y.
关于Y如何变魔术的完整解释,请查看链接文章(顺便说一下,不是我写的)。
其他回答
为了帮助自己掌握Y-Combinator,我在Clojure和Scheme中都写了一份关于Y-Combinator的“傻瓜指南”。他们受到了《小阴谋家》的影响
在方案: https://gist.github.com/z5h/238891
Clojure: https://gist.github.com/z5h/5102747
这两个教程都是代码中穿插的注释,应该剪切和粘贴到您最喜欢的编辑器。
我从http://www.mail-archive.com/boston-pm@mail.pm.org/msg02716.html中引用了这个,这是我几年前写的一个解释。
在本例中我将使用JavaScript,但许多其他语言也可以。
我们的目标是写出一个1的递归函数 变量只使用1变量的函数,没有 赋值,通过名称定义事物等(为什么这是我们的 目标是另一个问题,我们把它作为 我们所面临的挑战。)似乎不可能,是吧?作为 举个例子,让我们实现阶乘。
第一步是说我们可以很容易地做到这一点,如果我们 作弊了一点。使用二元函数和 我们至少可以避免使用 赋值来建立递归。
// Here's the function that we want to recurse.
X = function (recurse, n) {
if (0 == n)
return 1;
else
return n * recurse(recurse, n - 1);
};
// This will get X to recurse.
Y = function (builder, n) {
return builder(builder, n);
};
// Here it is in action.
Y(
X,
5
);
现在我们看看能不能少作弊。首先我们用 任务,但我们不需要。我们可以写成X和 Y内联。
// No assignment this time.
function (builder, n) {
return builder(builder, n);
}(
function (recurse, n) {
if (0 == n)
return 1;
else
return n * recurse(recurse, n - 1);
},
5
);
但是我们用两个变量的函数来得到一个1的函数 变量。我们能解决这个问题吗?一个叫 Haskell Curry有一个巧妙的技巧,如果你有好的高阶 那么你只需要一个变量的函数。的 证明是你可以从函数2(或更多) 一般情况下)变量以1变量为纯粹 像这样的机械文本转换:
// Original
F = function (i, j) {
...
};
F(i,j);
// Transformed
F = function (i) { return function (j) {
...
}};
F(i)(j);
在那里……完全一样。(这个技巧叫做 “模仿”它的发明者。Haskell也是一种语言 以哈斯克尔·库里命名。把它归为无用的琐事。) 现在只要把这个变换应用到任何地方,我们就得到 我们的最终版本。
// The dreaded Y-combinator in action!
function (builder) { return function (n) {
return builder(builder)(n);
}}(
function (recurse) { return function (n) {
if (0 == n)
return 1;
else
return n * recurse(recurse)(n - 1);
}})(
5
);
尽管试一试。Alert()返回,将其绑定到一个按钮,等等。 该代码不使用,递归地计算阶乘 2变量的赋值、声明或函数。(但 试图追踪它是如何工作的可能会让你头晕目眩。 递过来,没有推导,只是稍微重新格式化了一下 会导致代码令人困惑。)
可以将递归定义阶乘的4行替换为 任何你想要的递归函数。
作为一个组合子的新手,我发现Mike Vanier的文章(感谢Nicholas Mancuso)真的很有帮助。我想写一个总结,除了记录我的理解,如果它能对其他人有所帮助,我将非常高兴。
从糟糕到不那么糟糕
以factorial为例,我们使用下面的almost-factorial函数来计算number x的阶乘:
def almost-factorial f x = if iszero x
then 1
else * x (f (- x 1))
在上面的伪代码中,almost-阶乘接受函数f和数字x (almost-阶乘是curry的,所以它可以被视为接受函数f并返回一个1-arity函数)。
当almost-factorial计算x的阶乘时,它将x - 1的阶乘计算委托给函数f,并将该结果与x相加(在本例中,它将(x - 1)的结果与x相乘)。
它可以被看作是almost-阶乘接受了一个蹩脚的阶乘函数(它只能计算到数字x - 1),并返回一个不那么蹩脚的阶乘(计算到数字x)。如下形式:
almost-factorial crappy-f = less-crappy-f
如果我们反复地将阶乘的不那么糟糕的版本传递给almost阶乘,我们最终会得到我们想要的阶乘函数f。其中可以考虑为:
almost-factorial f = f
Fix-point
几乎阶乘f = f意味着f是几乎阶乘函数的定点。
这是一种非常有趣的方式来看待上述函数之间的关系,对我来说是一个顿悟的时刻。(如果你还没读过,请阅读Mike关于fix-point的文章)
三个函数
概括地说,我们有一个非递归函数fn(就像我们的几乎阶乘),我们有它的定点函数fr(就像我们的f)然后Y所做的是当你给Y fn, Y返回fn的定点函数。
总之(通过假设fr只有一个参数来简化;X退化为X - 1, X - 2…在递归):
我们将核心计算定义为fn: def fn fr x =…将x与result from (fr (- x1))累加,这是一个几乎有用的函数-尽管我们不能直接在x上使用fn,但它很快就会有用。这个非递归fn使用一个函数fr来计算它的结果 fnfr = fr, fr是Fn的定点,fr是有用的函数,我们可以用fr作用于x来得到结果 Y fn = fr, Y返回一个函数的定点,Y把我们几乎有用的函数fn变成有用的fr
推导Y(不含)
我将跳过Y的推导,直接去理解Y。Mike Vainer的帖子有很多细节。
Y的形式
Y定义为(lambda微积分格式):
Y f = λs.(f (s s)) λs.(f (s s))
如果我们替换函数左边的变量s,我们得到
Y f = λs.(f (s s)) λs.(f (s s))
=> f (λs.(f (s s)) λs.(f (s s)))
=> f (Y f)
所以(yf)的结果就是f的定点。
(yf)为什么成立?
根据f的特征,(Y f)可以是任意arity的函数,为了简化,我们假设(Y f)只带一个参数,就像我们的阶乘函数一样。
def fn fr x = accumulate x (fr (- x 1))
因为fn fr = fr,我们继续
=> accumulate x (fn fr (- x 1))
=> accumulate x (accumulate (- x 1) (fr (- x 2)))
=> accumulate x (accumulate (- x 1) (accumulate (- x 2) ... (fn fr 1)))
当最里面的(fn fr 1)是基本情况并且fn在计算中不使用fr时,递归计算终止。
再看一下Y:
fr = Y fn = λs.(fn (s s)) λs.(fn (s s))
=> fn (λs.(fn (s s)) λs.(fn (s s)))
So
fr x = Y fn x = fn (λs.(fn (s s)) λs.(fn (s s))) x
对我来说,这种设置的神奇之处在于:
fn and fr interdepend on each other: fr 'wraps' fn inside, every time fr is used to calculate x, it 'spawns' ('lifts'?) an fn and delegates the calculation to that fn (passing in itself fr and x); on the other hand, fn depends on fr and uses fr to calculate result of a smaller problem x-1. At the time fr is used to define fn (when fn uses fr in its operations), the real fr is not yet defined. It's fn which defines the real business logic. Based on fn, Y creates fr - a helper function in a specific form - to facilitate the calculation for fn in a recursive manner.
它帮助我现在这样理解Y,希望有帮助。
顺便说一句,我还发现《通过Lambda微积分介绍函数式编程》这本书非常好,我只读了一部分,事实上,我无法理解书中的Y,这让我想到了这篇文章。
我想知道从头开始建立这个系统是否有任何用处。让我们来看看。这是一个基本的递归阶乘函数:
function factorial(n) {
return n == 0 ? 1 : n * factorial(n - 1);
}
让我们重构并创建一个名为fact的新函数,它返回一个匿名的阶乘计算函数,而不是执行计算本身:
function fact() {
return function(n) {
return n == 0 ? 1 : n * fact()(n - 1);
};
}
var factorial = fact();
这有点奇怪,但这没什么问题。我们只是在每一步生成一个新的阶乘函数。
这个阶段的递归仍然相当明确。事实函数需要知道自己的名字。让我们参数化递归调用:
function fact(recurse) {
return function(n) {
return n == 0 ? 1 : n * recurse(n - 1);
};
}
function recurser(x) {
return fact(recurser)(x);
}
var factorial = fact(recurser);
这很好,但是递归仍然需要知道自己的名字。让我们把它参数化:
function recurser(f) {
return fact(function(x) {
return f(f)(x);
});
}
var factorial = recurser(recurser);
现在,我们不直接调用递归器(recurser),而是创建一个包装器函数,返回它的结果:
function Y() {
return (function(f) {
return f(f);
})(recurser);
}
var factorial = Y();
现在我们可以完全去掉递归的名字;它只是Y内部函数的一个参数,可以用函数本身替换:
function Y() {
return (function(f) {
return f(f);
})(function(f) {
return fact(function(x) {
return f(f)(x);
});
});
}
var factorial = Y();
唯一仍然引用的外部名称是fact,但现在应该清楚了,它也很容易参数化,创建完整的,通用的解决方案:
function Y(le) {
return (function(f) {
return f(f);
})(function(f) {
return le(function(x) {
return f(f)(x);
});
});
}
var factorial = Y(function(recurse) {
return function(n) {
return n == 0 ? 1 : n * recurse(n - 1);
};
});
JavaScript中的y组合子:
var Y = function(f) {
return (function(g) {
return g(g);
})(function(h) {
return function() {
return f(h(h)).apply(null, arguments);
};
});
};
var factorial = Y(function(recurse) {
return function(x) {
return x == 0 ? 1 : x * recurse(x-1);
};
});
factorial(5) // -> 120
编辑: 通过查看代码,我学到了很多东西,但是如果没有一些背景知识,这个代码有点难以理解——对此我感到抱歉。有了其他答案提供的一些常识,你就可以开始分析正在发生的事情了。
The Y function is the "y-combinator". Now take a look at the var factorial line where Y is used. Notice you pass a function to it that has a parameter (in this example, recurse) that is also used later on in the inner function. The parameter name basically becomes the name of the inner function allowing it to perform a recursive call (since it uses recurse() in it's definition.) The y-combinator performs the magic of associating the otherwise anonymous inner function with the parameter name of the function passed to Y.
关于Y如何变魔术的完整解释,请查看链接文章(顺便说一下,不是我写的)。