一、函数式编程学习前的基础知识
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1.1、Array 的常见操作
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map：映射的意思，它把数据进行循环，每次循环都会走大括号里面
var arr = [1, 2, 3, 4] print(arr) // [2, 4, 6, 8] var arr2 = arr.map { $0 * 2 } print(arr2) // [2, 4]提示：map的完整写法如下
var arr2 = arr.map { (a) -> Int in a * 2 }-
其他的实现方方式
func double(_ i: Int) -> Int { i * 2 } var arr = [1, 2, 3, 4] print(arr.map(double)) // [2, 4, 6, 8]
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filter：过滤器，
var arr = [1, 2, 3, 4] var arr3 = arr.filter { $0 % 2 == 0 } print(arr3) [2, 4]提示：filter的完整写法如下
var arr3 = arr.filter { (a) -> Bool in a % 2 == 0 } -
reduce：设置初始值，返回值由初始值决定，每次的结果与后面的元素结合做处理
var arr = [1, 2, 3, 4] var arr4 = arr.reduce(0) { $0 + $1 } // 10 print(arr4)提示：reduce的完整写法如下
var arr4 = arr.reduce(0) { (result, element) -> Int in result + element }- result 结果(第一个值是reduce括号后面的值)，element每个成员，最后的返回结果由reduce括号后面的值来决定的
- 还可以简写为：
var arr5 = arr.reduce(0, +)
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map 与 flatMap 的区别
var arr = [1, 2, 3] var arr2 = arr.map { Array.init(repeating: $0, count: 3) } print(arr2) // [[1, 1, 1], [2, 2, 2], [3, 3, 3]] var arr3 = arr.flatMap { Array.init(repeating: $0, count: 3) } print(arr3) // [1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3]提示：
- map 返回一个数组，flatMap 把上述数组拆分掉
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compactMap 在map的基础上满足条件，强制解包成功的才会被返回
var arr = ["123", "test", "jack", "-30"] print(arr) var arr2 = arr.map { Int($0) } print(arr2) // [Optional(123), nil, nil, Optional(-30)] var arr3 = arr.compactMap { Int($0) } print(arr3) // [123, -30] -
使用reduce实现map、filter的功能
var arr = [1, 2, 3, 4] // [2, 4, 6, 8] print(arr.map { $0 * 2 }) print(arr.reduce([]) { $0 + [$1 * 2] }) // [2, 4] print(arr.filter { $0 % 2 == 0 }) print(arr.reduce([]) { $1 % 2 == 0 ? $0 + [$1] : $0 })提示
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1.2、lazy 对map的优化
let arr = [1, 2, 3] let result = arr.lazy.map { (i: Int) -> Int in print("mapping \(i)") return i * 2 } print("begin-----") print("mapped", result[0]) print("mapped", result[1]) print("mapped", result[2]) print("end----")打印结果如下，我们可以看到用到才会打印
begin----- mapping 1 mapped 2 mapping 2 mapped 4 mapping 3 mapped 6 end---- -
1.3、Optional 的 map 和 flatMap
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map 返回的是可选项
var num1: Int? = 10 var num2 = num1.map { $0 * 2 } // Optional(20) var num3: Int? = nil var num4 = num3.map { $0 * 2 } // nil提示：num1不为nil才会进入大括号进行做操作
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flatMap 会比 map 聪明一点，如果包装的是可选项，就不会再进行可选项包装，如下 num3
var num1: Int? = 10 var num2 = num1.map { Optional.some($0 * 2) } print(num2) // Optional(Optional(20)) var num3 = num1.flatMap { Optional.some($0 * 2) } print(num3) // Optional(20) -
使用本场景一：为空的判断
var fmt = DateFormatter() fmt.dateFormat = "yyyy-MM-dd" var str: String? = "2011-09-10" // old var date1 = str != nil ? fmt.date(from: str!) : nil print(date1) // new var date2 = str.flatMap(fmt.date) var date2 = str.flatMap { fmt.date(from: $0) } print(date2)提示：str 如果为 nil, flatMap(fmt.date) 括号内的就不会执行
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使用本场景二：为空的判断
var score: Int? = 98 // old var str1 = score != nil ? "socre is \(score!)" : "No score" // new var str2 = score.map { "score is \($0)" } ?? "No score"提示：score.map 返回可选项 ，再经过后面的
??不为nil的情况下进行解包为String -
使用本场景三：为空的判断
struct Person { var name: String var age: Int } var items = [ Person(name: "jack", age: 20), Person(name: "rose", age: 21), Person(name: "kate", age: 22) ] // old func getPerson1(_ name: String) -> Person? { let index = items.firstIndex { $0.name == name } return index != nil ? items[index!] : nil } // new func getPerson2(_ name: String) -> Person? { return items.firstIndex { $0.name == name }.map { items[$0] } } -
使用本场景四：为空的判断
struct Person { var name: String var age: Int init?(_ json: [String : Any]) { guard let name = json["name"] as? String, let age = json["age"] as? Int else { return nil } self.name = name self.age = age } } var json: Dictionary? = ["name" : "Jack", "age" : 10] // old var p1 = json != nil ? Person(json!) : nil // new var p2 = json.flatMap(Person.init)
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二、函数式编程
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2.1、函数式编程(Funtional Programming，简称FP)
- 函数式编程(Funtional Programming，简称FP)是一种编程范式，也就是如何编写程序的方法论
- 主要思想:把计算过程尽量分解成一系列可复用函数的调用
- 主要特征:函数是“第一等公民”：函数与其他数据类型一样的地位，可以赋值给其他变量，也可以作为函数参数、函数返回值
- 函数式编程最早出现在LISP语言，绝大部分的现代编程语言也对函数式编程做了不同程度的支持，比如 Haskell、JavaScript、Python、Swift、Kotlin、Scala等
- 函数式编程中几个常用的概念 pHigher-Order Function、Function Currying pFunctor、Applicative Functor、Monad
- 参考资料： 参考资料一、参考资料二
- 函数式编程(Funtional Programming，简称FP)是一种编程范式，也就是如何编写程序的方法论
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2.2、FP 实践-传统写法
假设要实现以下功能:[(num + 3) * 5 - 1] % 10 / 2var num = 1 func add(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 + v2 } func sub(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 - v2 } func multiple(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 * v2 } func divide(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 / v2 } func mod(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 % v2 } let result = divide(mod(sub(multiple(add(num, 3), 5), 1), 10), 2) print(result) -
2.2、FP 实践-函数式写法
var num = 1 func add(_ v: Int) -> (Int) -> Int { { $0 + v } } func sub(_ v: Int) -> (Int) -> Int { { $0 - v } } func multiple(_ v: Int) -> (Int) -> Int { { $0 * v } } func divide(_ v: Int) -> (Int) -> Int { { $0 / v } } func mod(_ v: Int) -> (Int) -> Int { { $0 % v } } infix operator >>> : AdditionPrecedence func >>><A, B, C>(_ f1: @escaping (A) -> B, _ f2: @escaping (B) -> C) -> (A) -> C { { f2(f1($0)) } } var fn = add(3) >>> multiple(5) >>> sub(1) >>> mod(10) >>> divide(2) let result = fn(num) print(result)函数式写法的好处：把计算过程尽量分解成一系列可复用函数的调用
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比如上面的加法，我们想要 1 与 很多的数相加，然后取出结果，如下，我们可以看到复用性很强
let fn = add(1) fn(2) // 1 与 2 相加 fn(3) // 1 与 3 相加 fn(4) // 1 与 4 相加 -
infix operator >>> : AdditionPrecedence是定义运算的方向 -
A,B,C三种类型
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2.3、高阶函数(Higher-Order Function)
高阶函数是至少满足下列一个条件的函数:-
接受一个或多个函数作为输入(map、filter、reduce等)
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返回一个函数
FP中到处都是高阶函数，如下func add(_ v: Int) -> (Int) -> Int { { $0 + v } }
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2.4、柯里化 ( Currying )
柯里化：将一个接受多参数的函数变换为一系列只接受单个参数的函数
柯里化，如下-
2 个参数的柯里化
func add(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 + v2 }上面的转化为下面的，
v1是2，$0是3func add(_ v1: Int) -> (Int) -> Int { { return $0 + v1 } } var num = add1(2)(3)提示：
Array、Optional的map方法接收的参数就是一个柯里化函数 -
3 个参数的柯里化
func add(_ v1: Int, _ v2: Int,_ v3: Int) -> Int { v1 + v2 + v3 }上面的转化为下面的，
v1是2，$0是3func add(_ v1: Int) -> (Int) -> (Int) -> Int { return { v2 in return { v3 in return v1 + v2 + v3 } } } var num = add(1)(2)(3)简化为：func add(_ v1: Int) -> (Int) -> (Int) -> Int { { { }}}
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2.4、柯里化版本自动转换，如下
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2个参数的柯里化版本自动转换
func add1(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 + v2 }转换通式如下
func currying<A, B, C>(_ fn: @escaping (A, B) -> C) -> (B) -> (A) -> C { { b in { a in fn(a, b) } } }使用如下
let curriedAdd1 = currying(add1) print(curriedAdd1(10)(20)) -
3个参数的柯里化版本自动转换
func add2(_ v1: Int, _ v2: Int, _ v3: Int) -> Int { v1 + v2 + v3 }转换通式如下
func currying<A, B, C, D>(_ fn: @escaping (A, B, C) -> D) -> (C) -> (B) -> (A) -> D { { c in { b in { a in fn(a, b, c) } } } }使用如下
let curriedAdd2 = currying(add2) print(curriedAdd2(10)(20)(30))
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2.5、柯里化重载运算符
func add(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 + v2 } func sub(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 - v2 } func multiple(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 * v2 } func divide(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 / v2 } func mod(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 % v2 } prefix func ~<A, B, C>(_ fn: @escaping (A, B) -> C) -> (B) -> (A) -> C { { b in { a in fn(a, b) } } } infix operator >>> : AdditionPrecedence func >>><A, B, C>(_ f1: @escaping (A) -> B, _ f2: @escaping (B) -> C) -> (A) -> C { { f2(f1($0)) } }使用
var num = 1 print((~add)(num)(5)) var fn2 = (~add)(3) >>> (~multiple)(5) >>> (~sub)(1) >>> (~mod)(10) >>> (~divide)(2) print(fn2(num)) -
2.6、函子( Functor )
像Array、Optional这样支持map运算的类型，称为函子(Functor)// Array<Element> public func map<T>(_ transform: (Element) -> T) -> Array<T> // Optional<Wrapped> public func map<U>(_ transform: (Wrapped) -> U) -> Optional<U> -
2.7、适用函子 ( Applicative Functor )
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对任意一个函子 F，如果能支持以下运算，该函子就是一个适用函子
func pure<A>(_ value: A) -> F<A> func <*><A, B>(fn: F<(A) -> B>, value: F<A>) -> F<B> -
Optional可以成为适用函子
func pure<A>(_ value: A) -> A? { value } infix operator <*> : AdditionPrecedence func <*><A, B>(fn: ((A) -> B)?, value: A?) -> B? { guard let f = fn, let v = value else { return nil } return f(v) } var value: Int? = 10 var fn: ((Int) -> Int)? = { $0 * 2} // Optional(20) print(fn <*> value as Any) -
Array可以成为适用函子
func pure<A>(_ value: A) -> [A] { [value] } func <*><A, B>(fn: [(A) -> B], value: [A]) -> [B] { var arr: [B] = [] if fn.count == value.count { for i in fn.startIndex..<fn.endIndex { arr.append(fn[i](value[i])) } } return arr } // [10] print(pure(10)) var arr = [{ $0 * 2}, { $0 + 10 }, { $0 - 5 }] <*> [1, 2, 3] // [2, 12, -2] print(arr)
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2.8、单子( Monad )
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对任意一个类型 F，如果能支持以下运算，那么就可以称为是一个单子(Monad)
func pure<A>(_ value: A) -> F<A> func flatMap<A, B>(_ value: F<A>, _ fn: (A) -> F<B>) -> F<B>很显然，Array、Optional都是单子
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