在OCaml中，它是一个参数化模块。

如果您了解c++，可以将OCaml函子视为模板。c++只有类模板，函数子在模块规模上工作。

函数子的一个例子是Map.Make;module StringMap =映射。使(字符串);;构建一个使用字符串键映射的映射模块。

你不能通过多态性实现StringMap这样的东西;你需要对这些键做一些假设。String模块包含对完全有序字符串类型的操作(比较等)，函子将链接到String模块包含的操作。你可以用面向对象编程做一些类似的事情，但是你会有方法间接开销。

这是一篇关于函子的编程文章，后面更具体地介绍了它们是如何在编程语言中出现的。

函子的实际使用是在单子中，如果你想找的话，你可以找到很多关于单子的教程。

Functor与函数式编程没有特别的关系。它只是一个指向函数或某种对象的“指针”，可以像调用函数一样调用它。

简单地说，函子或函数对象是可以像函数一样调用的类对象。

在c++中:

这就是写函数的方法

void foo()
{
    cout << "Hello, world! I'm a function!";
}

这就是写函子的方法

class FunctorClass
{
    public:
    void operator ()
    {
        cout << "Hello, world! I'm a functor!";
    }
};

现在你可以这样做:

foo(); //result: Hello, World! I'm a function!

FunctorClass bar;
bar(); //result: Hello, World! I'm a functor!

这样做的好处是可以将state保存在类中——想象一下，如果您想询问一个函数被调用了多少次。没有办法以简洁、封装的方式做到这一点。对于函数对象，它就像任何其他类一样:你有一些实例变量，你在operator()中增加它，还有一些方法来检查这个变量，一切都很整齐。

在Inria网站上的O'Reilly OCaml书中有一个很好的例子(不幸的是，在写这篇文章时，它被删除了)。我在加州理工学院使用的这本书中找到了一个非常相似的例子:OCaml介绍(pdf链接)。相关的部分是关于函子的章节(书中139页，PDF中149页)。

在书中，他们有一个名为MakeSet的函子，它创建了一个由列表组成的数据结构，以及添加元素、确定元素是否在列表中以及查找元素的函数。用于确定它是否在集合中的比较函数已被参数化(这是使MakeSet成为函子而不是模块的原因)。

它们还有一个实现比较函数的模块，这样就可以进行不区分大小写的字符串比较。

使用函子函数和实现比较的模块，它们可以在一行中创建一个新模块:

module SSet = MakeSet(StringCaseEqual);;

这将为使用不区分大小写比较的一组数据结构创建一个模块。如果您想创建一个使用区分大小写比较的集合，那么您只需要实现一个新的比较模块，而不是一个新的数据结构模块。

Tobu将函子与c++中的模板进行了比较，我认为这是非常恰当的。

考虑到其他的答案和我现在要发布的内容，我想说这是一个相当沉重的重载词，但无论如何……

关于Haskell中'functor'这个词的含义，可以问GHCi:

Prelude> :info Functor
class Functor f where
  fmap :: forall a b. (a -> b) -> f a -> f b
  (GHC.Base.<$) :: forall a b. a -> f b -> f a
        -- Defined in GHC.Base
instance Functor Maybe -- Defined in Data.Maybe
instance Functor [] -- Defined in GHC.Base
instance Functor IO -- Defined in GHC.Base

基本上，Haskell中的函子是可以被映射的。另一种说法是，函子是可以被视为容器的东西，它可以被要求使用给定的函数来转换它所包含的值;因此，对于列表，fmap与map重合，对于Maybe, fmap f (Just x) = Just (f x)， fmap f Nothing = Nothing等。

函子类型类小节和《Learn You a Haskell for Great Good》的函子、应用函子和Monoids小节给出了一些例子，说明这个特定概念在哪里有用。(总结一下:很多地方!: -))

请注意，任何单子都可以被视为函子，事实上，正如Craig Stuntz所指出的，最常用的函子往往是单子……对了，有时使一个类型成为Functor类型类的实例是很方便的，而不需要麻烦地使它成为一个单子。(例如，在Control中的ZipList的情况下。适用，在前面提到的页面之一。)

有三种不同的意思，没有太大的联系!

In Ocaml it is a parametrized module. See manual. I think the best way to grok them is by example: (written quickly, might be buggy) module type Order = sig type t val compare: t -> t -> bool end;; module Integers = struct type t = int let compare x y = x > y end;; module ReverseOrder = functor (X: Order) -> struct type t = X.t let compare x y = X.compare y x end;; (* We can order reversely *) module K = ReverseOrder (Integers);; Integers.compare 3 4;; (* this is false *) K.compare 3 4;; (* this is true *) module LexicographicOrder = functor (X: Order) -> functor (Y: Order) -> struct type t = X.t * Y.t let compare (a,b) (c,d) = if X.compare a c then true else if X.compare c a then false else Y.compare b d end;; (* compare lexicographically *) module X = LexicographicOrder (Integers) (Integers);; X.compare (2,3) (4,5);; module LinearSearch = functor (X: Order) -> struct type t = X.t array let find x k = 0 (* some boring code *) end;; module BinarySearch = functor (X: Order) -> struct type t = X.t array let find x k = 0 (* some boring code *) end;; (* linear search over arrays of integers *) module LS = LinearSearch (Integers);; LS.find [|1;2;3] 2;; (* binary search over arrays of pairs of integers, sorted lexicographically *) module BS = BinarySearch (LexicographicOrder (Integers) (Integers));; BS.find [|(2,3);(4,5)|] (2,3);;

您现在可以快速添加许多可能的顺序，形成新顺序的方法，轻松地对它们进行二进制或线性搜索。泛型编程。

In functional programming languages like Haskell, it means some type constructors (parametrized types like lists, sets) that can be "mapped". To be precise, a functor f is equipped with (a -> b) -> (f a -> f b). This has origins in category theory. The Wikipedia article you linked to is this usage. class Functor f where fmap :: (a -> b) -> (f a -> f b) instance Functor [] where -- lists are a functor fmap = map instance Functor Maybe where -- Maybe is option in Haskell fmap f (Just x) = Just (f x) fmap f Nothing = Nothing fmap (+1) [2,3,4] -- this is [3,4,5] fmap (+1) (Just 5) -- this is Just 6 fmap (+1) Nothing -- this is Nothing

因此，这是一种特殊的类型构造函数，与Ocaml中的函子关系不大!

在命令式语言中，它是指向函数的指针。

“函子”这个词来自范畴论，范畴论是数学中一个非常普遍、非常抽象的分支。函数式语言的设计者至少以两种不同的方式借用了它。

In the ML family of languages, a functor is a module that takes one or more other modules as a parameter. It's considered an advanced feature, and most beginning programmers have difficulty with it. As an example of implementation and practical use, you could define your favorite form of balanced binary search tree once and for all as a functor, and it would take as a parameter a module that provides: The type of key to be used in the binary tree A total-ordering function on keys Once you've done this, you can use the same balanced binary tree implementation forever. (The type of value stored in the tree is usually left polymorphic—the tree doesn't need to look at values other than to copy them around, whereas the tree definitely needs to be able to compare keys, and it gets the comparison function from the functor's parameter.) Another application of ML functors is layered network protocols. The link is to a really terrific paper by the CMU Fox group; it shows how to use functors to build more complex protocol layers (like TCP) on type of simpler layers (like IP or even directly over Ethernet). Each layer is implemented as a functor that takes as a parameter the layer below it. The structure of the software actually reflects the way people think about the problem, as opposed to the layers existing only in the mind of the programmer. In 1994 when this work was published, it was a big deal. For a wild example of ML functors in action, you could see the paper ML Module Mania, which contains a publishable (i.e., scary) example of functors at work. For a brilliant, clear, pellucid explanation of the ML modules system (with comparisons to other kinds of modules), read the first few pages of Xavier Leroy's brilliant 1994 POPL paper Manifest Types, Modules, and Separate Compilation. In Haskell, and in some related pure functional language, Functor is a type class. A type belongs to a type class (or more technically, the type "is an instance of" the type class) when the type provides certain operations with certain expected behavior. A type T can belong to class Functor if it has certain collection-like behavior: The type T is parameterized over another type, which you should think of as the element type of the collection. The type of the full collection is then something like T Int, T String, T Bool, if you are containing integers, strings, or Booleans respectively. If the element type is unknown, it is written as a type parameter a, as in T a. Examples include lists (zero or more elements of type a), the Maybe type (zero or one elements of type a), sets of elements of type a, arrays of elements of type a, all kinds of search trees containing values of type a, and lots of others you can think of. The other property that T has to satisfy is that if you have a function of type a -> b (a function on elements), then you have to be able to take that function and product a related function on collections. You do this with the operator fmap, which is shared by every type in the Functor type class. The operator is actually overloaded, so if you have a function even with type Int -> Bool, then fmap even is an overloaded function that can do many wonderful things: Convert a list of integers to a list of Booleans Convert a tree of integers to a tree of Booleans Convert Nothing to Nothing and Just 7 to Just False In Haskell, this property is expressed by giving the type of fmap: fmap :: (Functor t) => (a -> b) -> t a -> t b where we now have a small t, which means "any type in the Functor class." To make a long story short, in Haskell a functor is a kind of collection for which if you are given a function on elements, fmap will give you back a function on collections. As you can imagine, this is an idea that can be widely reused, which is why it is blessed as part of Haskell's standard library.

像往常一样，人们继续发明新的、有用的抽象，您可能想要研究应用函子，对此最好的参考可能是Conor McBride和Ross Paterson撰写的一篇名为《带效果的应用编程》的论文。

这里的其他答案是完整的，但我将尝试另一种解释FP使用函子。我们来做个类比:

函子是类型为A的容器，当它受到从A→b映射的函数的作用时，将产生类型为b的容器。

与c++中使用的抽象函数指针不同，这里函子不是函数;相反，它是一种在受到某个函数影响时表现一致的东西。

这个问题的最佳答案在布伦特·约吉(Brent Yorgey)的《type eclassopedia》中找到。

这一期的单子阅读器包含了一个精确的定义，什么是一个函子以及许多其他概念的定义以及一个图表。(Monoid, Applicative, Monad和其他概念被解释和看到与函子的关系)。

http://haskell.org/sitewiki/images/8/85/TMR-Issue13.pdf

摘自Functor的Typeclassopedia: 一个简单的直觉是，一个Functor代表一个容器 类中的每个元素统一应用函数的能力 容器”

但实际上，所有类型的类目都是强烈推荐的，因为它们出奇地简单。在某种程度上，你可以看到这里的类型类与object中的设计模式是平行的，因为它们为给定的行为或能力提供了词汇表。

干杯

你回答了不少不错的问题。我将加入:

函子，在数学意义上，是代数上一种特殊的函数。它是将一个代数映射到另一个代数的最小函数。“极简性”用函子定律来表示。

有两种方式来看待这个问题。例如，列表是某些类型的函子。也就是说，给定类型为“a”的代数，您可以生成包含类型为“a”的列表的兼容代数。(例如:将一个元素带到包含它的单元素列表的映射:f(a) = [a])同样，兼容性的概念是由函子定律表示的。

另一方面,鉴于函子f / a型,(也就是说,f是应用函子的结果f的代数a型),从g和功能:- > b,我们可以计算一个新的函子f = (fmap g)映射f a到f b。简而言之,fmap是f的一部分映射“函子零件”“函子零件”,和g函数的一部分,“代数”映射到“代数部分”。它接受一个函数，一个函子，一旦完成，它也是一个函子。

看起来不同的语言使用不同的函子概念，但事实并非如此。它们只是在不同的代数上使用函子。OCamls有一个模块代数，这个代数上的函子允许您以一种“兼容”的方式将新声明附加到模块。

Haskell函子不是类型类。它是一个具有满足类型类的自由变量的数据类型。如果您愿意深入挖掘数据类型的精髓(没有自由变量)，您可以通过底层代数将数据类型重新解释为函子。例如:

数据F = F Int

是整型类的同构。F，作为一个值构造函数，是一个将Int映射到F Int的函数，一个等价的代数。它是一个函子。另一方面，这里的fmap不是免费的。这就是模式匹配的作用。

函子很适合以一种代数相容的方式将事物“附加”到代数元素上。

在投票最多的答案下，网友Wei Hu问道:

我理解ml -函子和haskell -函子，但缺乏 将它们联系在一起的洞察力。这两者之间是什么关系 二，在分类理论的意义上?

注:本人不懂ML，如有错误请见谅。

让我们首先假设我们都熟悉“范畴”和“函子”的定义。

一个紧凑的答案是，“haskell -函子”是(endo-)函子F: Hask -> Hask，而“ML-函子”是函子G: ML- > ML'。

这里，Hask是由Haskell类型和它们之间的函数组成的类别，类似地，ML和ML'是由ML结构定义的类别。

注意:将Hask作为一个类别存在一些技术问题，但有一些方法可以绕过它们。

从范畴论的角度来看，这意味着hask -函子是Haskell类型的映射F:

data F a = ...

伴随着Haskell函数的map fmap:

instance Functor F where
    fmap f = ...

ML是差不多的，尽管我不知道有一个规范的fmap抽象，所以让我们定义一个:

signature FUNCTOR = sig
  type 'a f
  val fmap: 'a -> 'b -> 'a f -> 'b f
end

f映射ml -类型fmap映射ml -函数

functor StructB (StructA : SigA) :> FUNCTOR =
struct
  fmap g = ...
  ...
end

是一个函子F: StructA -> StructB。

实际上，functor是指在c++中实现调用操作符的对象。在ocaml中，我认为函子指的是将一个模块作为输入并输出另一个模块的东西。

不是为了与前面的理论或数学答案相矛盾，但Functor也是一个对象(在面向对象编程语言中)，它只有一个方法，并且可以有效地用作函数。

Java中的Runnable接口就是一个例子，它只有一个方法:run。

考虑这个例子，首先在Javascript中，它有一级函数:

[1, 2, 5, 10].map(function(x) { return x*x; });

输出: [1,4,25,100]

map方法接受一个函数并返回一个新数组，其中每个元素都是将该函数应用于原始数组中相同位置的值的结果。

要在Java中使用Functor做同样的事情，你首先需要定义一个接口，比如:

public interface IntMapFunction {
  public int f(int x);
}

然后，如果你添加一个集合类，它有一个映射函数，你可以这样做:

myCollection.map(new IntMapFunction() { public int f(int x) { return x * x; } });

这使用了IntMapFunction的一个内嵌子类来创建一个Functor，它是前面JavaScript示例中的函数的OO等效。

使用函子可以在OO语言中应用函数式技术。当然，一些OO语言也直接支持函数，所以这不是必需的。

参考:http://en.wikipedia.org/wiki/Function_object

函数子是一个具有映射方法的对象。

JavaScript中的数组实现了map，因此是函子。承诺、流和树通常在函数式语言中实现map，当它们这样做时，它们被认为是函子。函子的map方法获取它自己的内容，并使用传递给map的转换回调对它们进行转换，并返回一个新的函子，该函子包含作为第一个函子的结构，但带有转换后的值。

src: https://www.youtube.com/watch?v=DisD9ftUyCk&feature=youtu.be&t=76

粗略的概述

在函数式编程中，函子本质上是将普通一元函数(即只有一个参数的函数)提升为新类型变量之间的函数的构造。在普通对象之间编写和维护简单函数并使用函子来提升它们要容易得多，而在复杂的容器对象之间手动编写函数要容易得多。进一步的好处是只编写一次普通函数，然后通过不同的函子重用它们。

函子的例子包括数组，“maybe”和“either”函子，期货(参见例如https://github.com/Avaq/Fluture)，以及许多其他函子。

插图

考虑从姓和名构造完整人名的函数。我们可以像fullName(firstName, lastName)那样将其定义为两个参数的函数，但这不适用于只处理一个参数的函数的函子。为了补救，我们将所有参数收集到一个对象名称中，现在它成为了函数的单个参数:

// In JavaScript notation
fullName = name => name.firstName + ' ' + name.lastName

如果数组中有很多人呢?不需要手动遍历列表，我们可以通过为数组提供的map方法重用函数fullName，该方法只有短短的一行代码:

fullNameList = nameList => nameList.map(fullName)

然后像这样使用它

nameList = [
    {firstName: 'Steve', lastName: 'Jobs'},
    {firstName: 'Bill', lastName: 'Gates'}
]

fullNames = fullNameList(nameList) 
// => ['Steve Jobs', 'Bill Gates']

只要nameList中的每个条目都是一个同时提供firstName和lastName属性的对象，那么这就可以工作。但如果有些对象不是(甚至根本不是对象)呢?为了避免错误并使代码更安全，我们可以将对象包装为Maybe类型(例如https://sanctuary.js.org/#maybe-type):

// function to test name for validity
isValidName = name => 
    (typeof name === 'object') 
    && (typeof name.firstName === 'string')
    && (typeof name.lastName === 'string')

// wrap into the Maybe type
maybeName = name => 
    isValidName(name) ? Just(name) : Nothing()

其中Just(name)是一个只携带有效名称的容器，Nothing()是用于其他所有内容的特殊值。现在，我们不用中断(或忘记)检查参数的有效性，只需用另一行代码重用(提升)原来的fullName函数，同样基于map方法，这次为Maybe类型提供:

// Maybe Object -> Maybe String
maybeFullName = maybeName => maybeName.map(fullName)

然后像这样使用它

justSteve = maybeName(
    {firstName: 'Steve', lastName: 'Jobs'}
) // => Just({firstName: 'Steve', lastName: 'Jobs'})

notSteve = maybeName(
    {lastName: 'SomeJobs'}
) // => Nothing()

steveFN = maybeFullName(justSteve)
// => Just('Steve Jobs')

notSteveFN = maybeFullName(notSteve)
// => Nothing()

范畴论

范畴论中的函子是两个范畴之间关于它们的态射组成的映射。在计算机语言中，主要感兴趣的范畴是其对象是类型(某些值集)，其形态是从一种类型a到另一种类型b的函数f:a->b。

例如，设a为String类型，b为Number类型，f为将字符串映射到其长度的函数:

// f :: String -> Number
f = str => str.length

这里a = String表示所有字符串的集合，b = Number表示所有数字的集合。在这种意义上，a和b都表示集合类别中的对象(这与类型类别密切相关，在这里没有区别)。在集合范畴中，两个集合之间的态射正是从第一个集合到第二个集合的所有函数。所以这里的长度函数f是从字符串集合到数字集合的态射。

由于我们只考虑集合范畴，从它到它自身的相关函子是满足某些代数定律的映射，将对象发送到对象，将态射发送到态射。

例如:数组

数组可以有很多含义，但只有一种是Functor——类型构造，将类型a映射到类型a的所有数组的类型[a]。例如，Array Functor将类型String映射到类型[String](所有任意长度的字符串数组的集合)，并将类型Number映射到相应的类型[Number](所有数字数组的集合)。

重要的是不要混淆Functor映射

Array :: a => [a]

a -> [a]。函数子只是将类型a映射(关联)到类型[a]，作为一种东西到另一种东西。每种类型实际上是一组元素，这在这里无关紧要。相反，态射是这些集合之间的实际函数。例如，有一个自然形态(函数)

pure :: a -> [a]
pure = x => [x]

它将一个值发送到一个元素数组，并将该值作为单个项。该函数不是数组函子的一部分!从这个函子的角度来看，纯函数和其他函数一样，没什么特别的。

另一方面，Array Functor有它的第二部分——形态部分。将一个态射f:: a -> b映射为一个态射[f]:: [a] -> [b]:

// a -> [a]
Array.map(f) = arr => arr.map(f)

这里arr是任意长度的数组，值类型为a, arr.map(f)是相同长度的数组，值类型为b，它的项是对arr的项应用f的结果。要使它成为函子，必须遵守单位到单位、组合到组合的映射数学定律，在这个Array示例中很容易检查。

函子是对象和态射的映射，它保留了一个类别的组成和身份。

让我们定义什么是类别?

是一堆东西! 在a内部画几个点(现在是两个点，一个是“a”，另一个是“b”) 圆圈，并命名为圆圈A(类别)。

这个类别包含什么?

对象之间的组合和每个对象的恒等函数。

因此，在应用Functor之后，我们必须映射对象并保存组合。

让我们想象‘A’是我们的范畴，它有对象[' A'， 'b']，并且存在一个态射A -> b

现在，我们必须定义一个函子，它可以将这些对象和态射映射到另一个类别“B”。

假设这个函子叫做Maybe

data Maybe a = Nothing | Just a

B类是这样的。

请再画一个圆，但这次用“也许a”和“也许b”代替“a”和“b”。

一切看起来都很好，所有的对象都被映射了

“a”变成了“也许a”，“b”变成了“也许b”。

但问题是我们也要把态射从a映射到b。

这意味着' a'中的态态a -> b应该映射到'可能a' -> '可能b'

来自a -> b的形态称为f，然后来自'Maybe a' -> 'Maybe b'的形态称为'fmap f'

现在让我们看看函数f在A中做了什么，看看我们能否在B中复制它

A中f的函数定义:

f :: a -> b

F取a并返回b

f在B中的函数定义:

f :: Maybe a -> Maybe b

f取也许a，返回也许b

让我们看看如何使用fmap将函数'f'从'A'映射到'B'中的函数'fmap f'

fmap的定义

fmap :: (a -> b) -> (Maybe a -> Maybe b)
fmap f Nothing = Nothing
fmap f (Just x) = Just(f x)

那么，我们在这里做什么?

我们将函数“f”应用于类型为“a”的“x”。“Nothing”的特殊模式匹配来自于Functor Maybe的定义。

因此，我们将对象[a, b]和形态[f]从类别' a '映射到类别' b '。

那是富克托！

在函数式编程中，错误处理是不同的。抛出和捕获异常是命令式代码。不是使用try/catch块，而是围绕可能抛出错误的代码创建一个安全框。这是函数式编程中的基本设计模式。包装器对象用于封装可能错误的值。包装器的主要目的是提供一种使用被包装对象的“不同”方式

 const wrap = (val) => new Wrapper(val);

包装可以保护对值的直接访问，以便对它们进行操作 安全而不可改变。因为我们不能直接得到它，所以提取它的唯一方法就是使用恒等函数。

identity :: (a) -> a

这是恒等函数的另一个用例:从封装的类型中功能地提取数据。

Wrapper类型使用映射来安全地访问和操作值。在本例中，我们将恒等函数映射到容器上，以从容器中提取值。使用这种方法，可以在调用函数之前检查是否为null，或者检查是否为空字符串、负数等等。

 fmap :: (A -> B) -> Wrapper[A] -> Wrapper[B]

Fmap，首先打开容器，然后将给定函数应用于它的值，最后将值关闭到相同类型的新容器中。这种类型的函数称为函子。

Fmap在每次调用时返回容器的新副本。 函子没有副作用 函子必须是可组合的