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

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。

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。

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。

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。