Monad 和函子是函數式程式設計中的高階概念，為處理資料轉換、副作用和組合提供了強大的抽象。雖然它們起源於數學範疇論，但它們在 JavaScript 等程式語言中具有實際應用。

什麼是函子？

函子是實現映射方法的資料類型，該方法將函數應用於函子內的值並傳回具有轉換後的值的新函子。本質上，函子允許您將函數應用於包裝值而不更改容器的結構。

函子的例子

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

  map(fn) {
    return new Box(fn(this.value));
  }
}

// Usage
const box = new Box(2);
const result = box.map(x => x   3).map(x => x * 2);
console.log(result); // Box { value: 10 }

在此範例中，Box 是一個函子。 map 方法將函數 fn 應用於框內的值，並傳回一個具有轉換後的值的新框。

什麼是 Monad？

monad 是一種仿函數，它實作了兩個附加方法：of（或在某些語言中為 return）和 flatMap（也稱為 bind 或 chain）。 Monad 提供了一種對所包含的值進行鍊式操作的方法，同時維護 monad 的上下文。

單子的性質

1. Unit (of)：接受一個值並傳回包含該值的 monad 的方法。
2. Bind (flatMap)：一種方法，它採用傳回 monad 的函數並將其應用於所包含的值，從而展平結果。

單子的例子

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

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

  map(fn) {
    return Box.of(fn(this.value));
  }

  flatMap(fn) {
    return fn(this.value);
  }
}

// Usage
const box = Box.of(2);
const result = box
  .flatMap(x => Box.of(x   3))
  .flatMap(x => Box.of(x * 2));
console.log(result); // Box { value: 10 }

在這個例子中，Box 既是一個函子又是一個 monad。 of 方法將值包裝在 Box 中，而 flatMap 方法將函數應用於所包含的值並傳回結果 monad。

Monad 和 Functor 的實際用例

Monad 和函子不僅僅是理論構造；它們也是。它們在現實世界的程式設計上有實際的應用。讓我們探討一些常見的用例。

使用 Maybe Monad 處理可選值

Maybe monad 用於處理可選值，避免 null 或未定義的值，並提供安全的鍊式操作方式。

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

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

  isNothing() {
    return this.value === null || this.value === undefined;
  }

  map(fn) {
    return this.isNothing() ? this : Maybe.of(fn(this.value));
  }

  flatMap(fn) {
    return this.isNothing() ? this : fn(this.value);
  }
}

// Usage
const maybeValue = Maybe.of('hello')
  .map(str => str.toUpperCase())
  .flatMap(str => Maybe.of(`${str} WORLD`));
console.log(maybeValue); // Maybe { value: 'HELLO WORLD' }

在此範例中，Maybe monad 安全地處理可選值，僅當該值不為 null 或未定義時才允許轉換。

使用 Promise Monad 處理非同步操作

JavaScript 中的 Promise 是處理非同步操作的 monad，提供了一種連結操作和處理錯誤的方法。

const fetchData = url => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      resolve(`Data from ${url}`);
    }, 1000);
  });
};

// Usage
fetchData('https://api.example.com')
  .then(data => {
    console.log(data); // 'Data from https://api.example.com'
    return fetchData('https://api.example.com/2');
  })
  .then(data => {
    console.log(data); // 'Data from https://api.example.com/2'
  })
  .catch(error => {
    console.error(error);
  });

Promise 讓您以乾淨且可組合的方式處理非同步操作，優雅地連結操作和處理錯誤。

Monad 和函子是函數式程式設計中強大的抽象，使您能夠以更結構化和可預測的方式處理資料轉換、副作用和組合。

雖然單子和函子的數學基礎可能很複雜，但它們的實際應用在現實世界的程式設計中非常有價值。無論您是使用 Maybe monad 處理可選值還是使用 Promises 管理非同步操作，這些函數式程式設計技術都可以幫助您建立更健壯、更可靠的應用程式。