Scala 函數式編程：Function1、Function2 與組合子詳解

Scala 函數值與函數類型

Scala 中函數是一等公民。Function1[-T1, +R] 表示單參數函數，Function2[-T1, -T2, +R] 表示雙參數函數，均為 trait，核心方法為 apply。

Function1 基礎用法

val inc = new Function1[Int, Int] {
  def apply(x: Int) = x + 1
}
println(inc.apply(5))  // 6
println(inc(5))        // 語法糖，等同 apply(5)

組合子：andThen 與 compose

函數組合構建新函數：

• f.andThen(g)：先執行 f，結果傳給 g，即 g(f(x))
• f.compose(g)：先執行 g，結果傳給 f，即 f(g(x))

val f = (x: Int) => { println(s"f: $x"); x + 1 }
val g = (x: Int) => { println(s"g: $x"); x * 2 }

val h1 = f.andThen(g)  // 先 f 後 g
println(h1(5))
// f: 5
// g: 6
// 12

val h2 = f.compose(g)  // 先 g 後 f
println(h2(5))
// g: 5
// f: 10
// 11

Function2 與柯裡化、元組化

val add = new Function2[Int, Int, Int] {
  def apply(x: Int, y: Int) = x + y
}
println(add(1, 2))  // 3

// 柯裡化：(Int, Int) => Int  轉為  Int => (Int => Int)
val curried = add.curried
println(curried(1)(2))  // 3

// 元組化：(Int, Int) => Int  轉為  ((Int, Int)) => Int
val tupled = add.tupled
println(tupled((1, 2)))  // 3

實用場景：部分鍵用與函數組合管道

// 部分鍵用
val add5 = add.curried(5)  // Int => Int
println(add5(10))  // 15

// 管道式組合：數據流向清晰
val pipeline = (x: Int) => x * 2
  .andThen(_ + 1)
  .andThen(_ * 3)
  .compose(_ - 1)

println(pipeline(5))  // ((5-1)*2+1)*3 = 27

關鍵區別總結

隱式轉換與 SAM 類型

Scala 2.12+ 支援單抽象方法（SAM）類型自動轉換：

// Java 函數式介面自動轉換
val runnable: Runnable = () => println("Hello")  // 隱式轉換

// Scala FunctionN 也是 SAM 類型
val f: Function1[Int, Int] = _ + 1  // 自動實現 apply