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。

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。

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。

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。

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。

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。)