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Array的常見操作

arr.map() : 遍歷數(shù)組每一個(gè)元素, 每遍歷一個(gè)元素調(diào)用一次閉包,將元素傳入閉包,閉包獲取元素進(jìn)行各種處理, 最后返回一個(gè)值.
arr.filter() : 遍歷數(shù)組每一個(gè)元素, 每遍歷一個(gè)元素調(diào)用一次閉包,將元素傳入閉包, 閉包獲取元素進(jìn)行各種處理, 最后返回Bool值, 如果返回true會(huì)將元素添加到新數(shù)組中.
arr.reduce() : 遍歷數(shù)組每一個(gè)元素,每遍歷一個(gè)元素調(diào)用一次閉包,
將元素傳入閉包, 閉包中 result上次遍歷返回值 , result初始值為reduce傳入值, element 每次遍歷取出元素

1) map 映射函數(shù)

var arr = [1, 2, 3, 4]
var arr2 = arr.map { (i) -> Int in
    return i * 2
}
print(arr2) // [2, 4, 6, 8]

// 簡(jiǎn)化為
var arr2 = arr.map { $0 * 2 }

2) filter 過濾函數(shù)

var arr = [1, 2, 3, 4]
var arr3 = arr.filter { (i) -> Bool in
    return i % 2 == 0
}
print(arr3)  // [2, 4]

//簡(jiǎn)化為:
var arr3 = arr.filter { $0 % 2 == 0 }

3) reduce 函數(shù)

var arr = [1, 2, 3, 4]
var result = arr.reduce(0) { (result, element) -> Int in
    result + element
}
print(result)  //10

//簡(jiǎn)化為:
// $0 上次遍歷返回的結(jié)果 (初始值為0)
// $1 每次遍歷到的數(shù)組元素
var arr4 = arr.reduce(0) { $0 + $1 }  // 10
var arr5 = arr.reduce(0, +) // 10

一張圖解說Map/filter/reduce

示例一:

func double(_ i: Int) -> Int { i * 2 }
var arr = [1, 2, 3, 4]
// [2, 4, 6, 8]
print(arr.map(double))

示例二: Map 與 flatMap區(qū)別

var arr = [1, 2, 3]
// [[1], [2, 2], [3, 3, 3]]
var arr2 = arr.map { Array.init(repeating: $0, count: $0) }
// [1, 2, 2, 3, 3, 3]
var arr3 = arr.flatMap { Array.init(repeating: $0, count: $0) }

arr.map(transform: (Int) throws ->  T)
arr.flatMap(transform: (Int) throws -> Sequence)

flatMap: 傳入數(shù)組元素, 遍歷完后,返回Sequence 新的數(shù)組, 新數(shù)組元素為ElementOfResult.
map: 傳入數(shù)組元素, 返回新數(shù)組, 新數(shù)組數(shù)組元素和傳入元素類型相同.

區(qū)別:

map: 無論返回什么類型, 再次包裝可選項(xiàng)
flatMap: 如果以前是非可選項(xiàng),會(huì)包裝成可選項(xiàng). 如果以前是可選項(xiàng), 不再包裝成可選項(xiàng).

示例三: compactMap() 函數(shù)
compactMap() 壓縮緊湊: 每次遍歷后自動(dòng)將處理結(jié)果解包, 如果結(jié)果為空則過濾

var arr = ["123", "test", "jack", "-30"]
// [Optional(123), nil, nil, Optional(-30)]
var arr2 = arr.map { Int($0) }
// [123, -30]
var arr3 = arr.compactMap { Int($0) }

示例四: 使用reduce實(shí)現(xiàn)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 })

lazy的優(yōu)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----")

打印結(jié)果

begin-----
mapping 1
mapped 2
mapping 2
mapped 4
mapping 3
mapped 6
end----

Optional的map和flatMap

示例一:

var num1: Int? = 10
// Optional(20)
var num2 = num1.map { $0 * 2 }

var num3: Int? = nil
// nil
var num4 = num3.map { $0 * 2 }

map() 會(huì)將傳入值解包.
map() 會(huì)將返回值包裝為 Optional
map() 如果返回值為nil, 則不再執(zhí)行閉包, 返回nil

示例二:

var num1: Int? = 10
// Optional(Optional(20))
var num2 = num1.map { Optional.some($0 * 2) }

// Optional(20)
var num3 = num1.flatMap { Optional.some($0 * 2) }

flatMap () 返回值如果已經(jīng)是Optional, 就不會(huì)再次包裝.如果返回值不是Optional會(huì)包裝為Optional.

示例三:

var num1: Int? = 10
var num2 = (num1 != nil) ? (num1! + 10) : nil
var num3 = num1.map { $0 + 10 }
// num2、num3是等價(jià)的

示例四:

var fmt = DateFormatter()
fmt.dateFormat = "yyyy-MM-dd"
var str: String? = "2011-09-10"
// old
var date1 = str != nil ? fmt.date(from: str!) : nil

var date2 = str.flatMap { fmt.date(from: $0)  } 
//可簡(jiǎn)寫為
//  new
var date3 = str.flatMap(fmt.date)

示例五: map替換三目運(yùn)算符

var score: Int? = 98
// old
var str1 = score != nil ? "socre is \(score!)" : "No score"
// new
var str2 = score.map { "score is \($0)" } ?? "No score"

示例六:

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] }
}

示例七:

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 { // 逗號(hào)代表兩邊條件必須同時(shí)成立
                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)

函數(shù)式編程（Funtional Programming）

1> 函數(shù)式編程（Funtional Programming，簡(jiǎn)稱FP）是一種編程范式，也就是如何編寫程序的方法論.

主要思想：把計(jì)算過程盡量分解成一系列可復(fù)用函數(shù)的調(diào)用
主要特征：函數(shù)是“第一等公民”
函數(shù)與其他數(shù)據(jù)類型一樣的地位，可以賦值給其他變量，也可以作為函數(shù)參數(shù)、函數(shù)返回值

2> 函數(shù)式編程最早出現(xiàn)在LISP語言，絕大部分的現(xiàn)代編程語言也對(duì)函數(shù)式編程做了不同程度的支持，比如

Haskell、JavaScript、Python、Swift、Kotlin、Scala等

3> 函數(shù)式編程中幾個(gè)常用的概念

Higher-Order Function、Function Currying
Functor、Applicative Functor、Monad

參考資料:
1.Swift Functors, Applicatives, and Monads in Pictures
2.Functors, Applicatives, And Monads In Pictures

FP實(shí)踐 – 傳統(tǒng)寫法

假設(shè)要實(shí)現(xiàn)以下功能：[(num + 3) * 5 - 1] % 10 / 2

傳統(tǒng)寫法:

var 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 }

divide(mod(sub(multiple(add(num, 3), 5), 1), 10), 2)

FP實(shí)踐 – 函數(shù)式寫法

1) 單個(gè)加法運(yùn)算簡(jiǎn)化

let num = 1
func add(_ v: Int) -> (Int) -> Int{
    return {
         $0 + v  // 3傳給v , num傳入?yún)?shù) $0
    }
}

let fn = add(3)
fn(num)
//可以簡(jiǎn)寫為
add(3)(num)  //先接收一個(gè)參數(shù), 再接收一個(gè)參數(shù)

最終簡(jiǎn)化為:

let num = 1
func add(_ v: Int) -> (Int) -> Int{ $0 + v   }
add(3)(num)  //先接收一個(gè)參數(shù), 再接收一個(gè)參數(shù)

2) 定義加減乘除取模函數(shù)

let 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 }}

傳統(tǒng)調(diào)用依然很繁瑣:

let fn1 = add(3)
let fn2 = multiple(5)
let fn3 = sub(1)
let fn4 = mod(10)
let fn5 = divide(2)
//num -> fn1 -> fn2 -> fn3 -> fn4 -> fn5
fn5( fn4( fn3( fn2( fn1(num) ) ) ) )

4) 函數(shù)合成

合成加和乘函數(shù)

func composite(_ f1: @escaping (Int) -> Int, _ f2: @escaping(Int) -> Int) -> (Int) -> Int {
    return {
      f2( f1($0) )
    }
}

let fn = composite(add(3), multiple(5))
fn(num)  //20

自定義運(yùn)算符, 合成函數(shù)

infix operator >>> : AdditionPrecedence
func >>> (_ f1: @escaping (Int) -> Int,
          _ f2: @escaping(Int) -> Int)
    -> (Int) -> Int{
        { f2( f1($0) ) }
}

let fn = add(3) >>> multiple(5)
print( fn(num) ) //20
//所有運(yùn)算
let fn2 = add(3) >>> multiple(5) >>> sub(1) >>> mod(10) >>> divide(2)
print( fn2(num) ) //4

//參數(shù)傳遞: num先傳入f1的參數(shù), f1返回值傳入f2的參數(shù),  f2返回值傳出

注意: 柯里化參數(shù)類型和返回值類型必須相同才能合并!
即 f1參數(shù) 必須和f2參數(shù)相同.

函數(shù)合成最終簡(jiǎn)化為:

// 函數(shù)合成
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)
fn(num)

高階函數(shù)（Higher-Order Function）

高階函數(shù)是至少滿足下列一個(gè)條件的函數(shù):

接受一個(gè)或多個(gè)函數(shù)作為輸入（map、filter、reduce等）
返回一個(gè)函數(shù)

FP中到處都是高階函數(shù)

func add(_ v: Int) -> (Int) -> Int { { $0 + v } }

柯里化（Currying）

1) 什么是柯里化？

將一個(gè)接受多參數(shù)的函數(shù)變換為一系列只接受單個(gè)參數(shù)的函數(shù)

Array、Optional的map方法接收的參數(shù)就是一個(gè)柯里化函數(shù)

2) 函數(shù)柯里化后參數(shù)順序

根據(jù)給定函數(shù)柯里化

func add1(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int {v1 - v2}
func add2(_ v1: Int, _ v2: Int, _ v3: Int) -> Int {v1 - v2 - v3}

add1 add2分別柯里化

func add1(_ v2: Int) -> (Int)->Int { {$0 - v2} }  //$0 == 20 , v2 == 10
print(add1(10)(20) )  // 10

func add2(_ v3: Int) -> (Int)-> (Int)->Int {    //v3 == 10
    return { v2 in  // v2 == 20
        return{ v1 in  // v1 == 30
            return v1 - v2 - v3  
        }
    }
}
print( add2(10)(20)(30) )  // 0

最終寫為:

func currying<A, B, C>(_ fn: @escaping (A, B) -> C)
    -> (B) -> (A) -> C {
        { b in { a in fn(a, b) } }
}

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) } } }  // c = 10 , b = 20 , a = 30
}

let curriedAdd1 = currying(add1)
print(curriedAdd1(10)(20))   //  20 - 10 
let curriedAdd2 = currying(add2)
print(curriedAdd2(10)(20)(30)) // 30 - 20 - 10

注意: 如果傳入?yún)?shù)有運(yùn)算順序的, 柯里化后會(huì)和原先傳入?yún)?shù)順序相反.
函數(shù)add1 柯里化參數(shù) A == v2, B == v1
函數(shù)add2 柯里化參數(shù) A == v3, B == v2, C== v1
包裝一次少一次參數(shù), 最后包裝剩一個(gè)參數(shù)就開始計(jì)算

3) 自定義運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)函數(shù)柯里化

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 }

示例函數(shù)自定義運(yùn)算符, 函數(shù)轉(zhuǎn)為柯里版本

prefix func ~<A, B, C>(_ fn: @escaping (A, B) -> C)
    -> (B) -> (A) -> C { { b in { a in fn(a, b) } } }
print( (~sub)(20)(10) )  //-10

infix operator >>> : AdditionPrecedence
func >>><A, B, C>(_ f1: @escaping (A) -> B,
                  _ f2: @escaping (B) -> C) -> (A) -> C { { f2(f1($0)) } }

var num = 1
var fn = (~add)(3) >>> (~multiple)(5) >>> (~sub)(1) >>> (~mod)(10) >>> (~divide)(2)
fn(num)

函子（Functor）

像Array、Optional這樣支持map運(yùn)算的類型，稱為函子（Functor）

public func map<T>(_ fn: (Inner) -> T) -> Type<T>
// Inner是Type里邊包裝的東西

Array的map

// Array<Element>
public func map<T>(_ transform: (Element) -> T) -> Array<T>

Optional的map

// Optional<Wrapped>
public func map<U>(_ transform: (Wrapped) -> U) -> Optional<U>

圖解: 將包裝的2先解包, 加3操作后, 再次包裝成盒子返回

圖解: 如果盒子是空的, 就不能進(jìn)行加3操作.

圖解: 如果傳入一堆包裝的數(shù)據(jù), 每次會(huì)遍歷出一個(gè)盒子并解包進(jìn)行加3操作, 操作后再次包裝成盒子返回

適用函子（Applicative Functor）

對(duì)任意一個(gè)函子 F，如果能支持以下運(yùn)算，該函子就是一個(gè)適用函子

func pure<A>(_ value: A) -> F<A>
func <*><A, B>(fn: F<(A) -> B>, value: F<A>) -> F<B>

Optional可以成為適用函子

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 }
// Operator(20)
print(fn <*> value as Any)

Array可以成為適用函子

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)

單子（Monad）

對(duì)任意一個(gè)類型 F，如果能支持以下運(yùn)算，那么就可以稱為是一個(gè)單子（Monad）

func pure<A>(_ value: A) -> F<A>
func flatMap<A, B>(_ value: F<A>, _ fn: (A) -> F<B>) -> F<B>

很顯然，Array、Optional都是單子

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[Swift5.1] 26-函數(shù)式編程

[Swift5.1] 26-函數(shù)式編程

Array的常見操作

lazy的優(yōu)化

Optional的map和flatMap

函數(shù)式編程（Funtional Programming）

FP實(shí)踐 – 傳統(tǒng)寫法

FP實(shí)踐 – 函數(shù)式寫法

高階函數(shù)（Higher-Order Function）

柯里化（Currying）

函子（Functor）

適用函子（Applicative Functor）

單子（Monad）

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[Swift5.1] 26-函數(shù)式編程

Array的常見操作

lazy的優(yōu)化

Optional的map和flatMap

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FP實(shí)踐 – 傳統(tǒng)寫法

FP實(shí)踐 – 函數(shù)式寫法

高階函數(shù)（Higher-Order Function）

柯里化（Currying）

函子（Functor）

適用函子（Applicative Functor）

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