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我们来探讨一下函数式编程

我们来探讨一下函数式编程

作者: 听风轻咛 | 来源:发表于2018-05-16 22:10 被阅读2次

看了一本叫swift函数式编程的书,每一章就问题引入讨论了一下这个思想,我们来自己理解一下;首先上图,以及写一下传统做法;

首先我们按照书中的定义

typealias Position = CGPoint
typealias Distance = CGFloat

不懂typealias的请自行查阅;

我们总是这样做

  1. 图1所示,我们现在要表示一个未知点point是否在图中黑色圈圈内,很自然的,我们传入point参数,返回一个bool值,来解决这个问题,通常我们都会这样思考;


    inRange1inRange1
func inRange1(target: Position, range: Distance) -> Bool {
    return sqrt(target.x * target.x + target.y * target.y) <= range
}
  1. 那么如果我们的圆心不在(0,0)点呢,需要做坐标系仿射变换(线性变换加上一个平移变换)对吧,或者理解仿射有点吃力,我们只做平移变换,就是说现在我们原点不是(0,0)了:


    inRange2inRange2
func inRange2(target: Position, ownPosition: Position, range: Distance) -> Bool {
    let dx = ownPosition.x - target.x
    let dy = ownPosition.y - target.y
    let targetDistance = sqrt(pow(dx, 2.0) + pow(dy, 2.0))
    
    return targetDistance <= range
}

其实就是空间中的两个点得出一个相对距离,也很简单对吧,我们继续;

  1. 现在我们又有新需求了,我们要挖去中间的这个圆,因为我们的点现在要在这个环上运动了:


    inRange34inRange34
let minimumDistance: Distance = 2.0
func inRange3(target: Position, ownPosition: Position, range: Distance) -> Bool {
    let dx = ownPosition.x - target.x
    let dy = ownPosition.y - target.y
    let targetDistance = sqrt(pow(dx, 2.0) + pow(dy, 2.0))
    
    return targetDistance <= range && targetDistance >= minimumDistance
}

就是需要我们挖去以原点为中心,半径为minimumDistance的圆,也还好;

  1. 我们还要考虑如果有一个圆,让这个圆在小圆环之外;
    如上图中Friendly所示;
func inRange4(target: Position, ownPosition: Position, friendly:Position, range: Distance) -> Bool {
    let dx = ownPosition.x - target.x
    let dy = ownPosition.y - target.y
    let targetDistance = sqrt(dx * dx + dy * dy)
    
    let friendlyDx = friendly.x - target.x
    let friendlyDy = friendly.y - target.y
    let friendlyDistance = sqrt(pow(friendlyDx, 2.0) + pow(friendlyDy, 2.0))
    
    return targetDistance <= range
        && targetDistance >= minimumDistance
        && friendlyDistance >= minimumDistance
}

我们还可以这样做

的确如书上所说,我做了好多重复的工作,而且从代码复制粘贴的情况来看,我似乎做了不少工作;太你太臃肿了,需要重构!
于是我们定义了这样一个关系,它是一个关系,也是一个值,作者说函数要当作是值来看待的;

typealias Region = (Position) -> Bool

理解起来也很容易:我是一个函数,我接受一个参数,你可以将Position的点让我来帮你验证,如果你通过我的验证,那你就是我要表达的Region,我会告诉你你的参数是不是我要的结果;
很顺畅对吧!接下来我们用它来写几个函数:

  • inRange1重写
func circle(radius: Distance) -> Region {
    return { position in
        sqrt(pow(position.x, 2.0) + pow(position.y, 2.0)) <= radius //这不加 return 竟然也可以
    }
}
  • inRange2重写,平移变换圆
func shift(offset: Position, region: @escaping Region) -> Region {
    return { position in
        return region(Position(x: position.x + offset.x, y: position.y + offset.y))
    }
}
  • 写一个不是我范围的Region
func invert(region: @escaping Region) -> Region {
    return { position in
        !region(position)
    }
}
  • 来一个相交的区域
func intersection(region1: Region, region2: Region) -> Region {
    return { point in
        region1(point) && region2(point)
    }
}
  • 来一个并集的区域
func union(region1: Region, region2: Region) -> Region {
    return { point in
        region1(point) || region2(point)
    }
}
  • 再来一个差集
//函数表示在region中,而属于minusRegion的部分
func difference(region: Region, minusRegion: Region) -> Region {
    return intersection(region1: region, region2: invert(region: minusRegion))
}

一时间发现把集合的性质写了一个遍,那如果把这个东西写成一个泛型,用的岂不是更多?
先不考虑,我们来重新写一下之前的那个inRange4吧!

最终inRange版本

func inRange(ownPosition: Position, target: Position, friendly: Position, range: Distance) -> Bool {
    //表示灰色的圆环,顶点为(0,0)的圆环
    let rangeRegion = difference(region: circle(radius: range), minusRegion: circle(radius: minimumDistance))
    //发生了平移变换后的圆环
    let targetRegion = shift(offset: ownPosition, region: rangeRegion)
    //发生了平移变换后的朋友圈
    let friendlyRegion = shift(offset: friendly, region: circle(radius: minimumDistance))
    //最终结果为在目标圆环中,而不在朋友圈的区域
    let resultRegion = difference(region: targetRegion, minusRegion: friendlyRegion)
    
    return resultRegion(target)
}

结论

我不知道这过程中我做了什么,总的来说我貌似理解的更清晰了,改天再研究吧!你有什么想法,我们可以探讨一下啊!

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