前言
在swift中，對諸如Array, Dictionary集合類型使用map, filter, reduce進(jìn)行操作是非常方便的事情，如果你沒有函數(shù)式語言編程的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，在處理集合類型時(shí)，你的第一直覺可能是使用for-loop循環(huán)。
本篇文章，旨在幫助大家快速理解swift中map, filter, reduce的基本概念并熟練使用，提升swift開發(fā)效率。
Map
使用map的便利之處在于，它遍歷一個(gè)集合對象，并可以將相同的操作應(yīng)用于該對象的每一個(gè)元素。map函數(shù)返回了一個(gè)包含對該集合對象每一個(gè)元素進(jìn)行相同操作、轉(zhuǎn)換之后生成的新數(shù)值的數(shù)組。
// for循環(huán)
let values = [2.0, 4.0, 5.0, 7.0]
var squares: [Double] = []
for value in values {
squares.append(value*value)
}
// map機(jī)制
let values = [2.0,4.0,5.0,7.0]
let squares = values.map { $0 * $0 }
// [4.0, 16.0, 25.0, 49.0]
for循環(huán)機(jī)制使我們用的比較多的,但是代碼不高雅,我們必須聲明一個(gè)squares并且是一個(gè)可變數(shù)組(很可能在下面用的時(shí)候改變)。如果使用map方式，squares直接定義為let，即不可變數(shù)組，我們甚至不必指定squares的類型，因?yàn)閟wift可以進(jìn)行類型推斷(infer)。
map函數(shù)有只有一個(gè)閉包（閉包也是函數(shù)）作為參數(shù)，當(dāng)map對集合對象進(jìn)行一次遍歷時(shí)，閉包參數(shù)就執(zhí)行一遍。這個(gè)閉包將集合對象中的元素作為參數(shù)，并返回一個(gè)新的值。最后map函數(shù)返回一個(gè)包含新的值的數(shù)組。
上面的代碼是簡寫形式，現(xiàn)在將map函數(shù)的實(shí)現(xiàn)還原，這樣更容易理解map函數(shù)發(fā)生了什么，如下代碼，
let values = [2.0,4.0,5.0,7.0]
let squares2 = values.map({ (value: Double) -> Double in
return value * value
})
這個(gè)尾閉包只有一個(gè)參數(shù)，即：(value: Double)和 return Double，依據(jù)參數(shù)value的類型，所以swift可以推斷返回值類型。同樣，因?yàn)閙ap函數(shù)只有一個(gè)閉包作為參數(shù)，所以我們也不需要參數(shù)(value: Double)兩邊()括號，甚至也不需要return關(guān)鍵字，那么map函數(shù)的參數(shù)可以用一行代碼簡寫，如下代碼所示，
let squares2 = values.map { value in
value * value
}
in關(guān)鍵字用來將閉包的參數(shù)和函數(shù)體隔開，如果你喜歡，可以使用數(shù)字化的參數(shù)進(jìn)一步簡寫(use the numbered arguments shorthand)，如下代碼，
let squares = values.map { $0 * $0 }
map函數(shù)返回的數(shù)組包含元素類型并不會(huì)受限于原來數(shù)組中元素的類型，這句話通俗點(diǎn)說就是map函數(shù)之后，新數(shù)組元素類型和原數(shù)組元素類型不一定、不必須一樣，不多說廢話，這里有一個(gè)demo，將數(shù)組中的整型元素映射為字符串類型，如下代碼，
let scores = [0,28,124]
let words = scores.map { NSNumberFormatter.localizedStringFromNumber($0, numberStyle: .SpellOutStyle)
}
// ["zero", "twenty-eight", "one hundred twenty-four"]
map函數(shù)也不僅僅只能用于數(shù)組(Array)，它可以用于任意的集合類型，比如字典(Dictionary)、數(shù)組(Array)、集合(Set)，看看下面的例子，將map用于字典和集合，需要注意的是，map的返回值總是一個(gè)數(shù)組(Array)，如下代碼所示，
// 將公里轉(zhuǎn)化為英里
let milesToPoint = ["point1":120.0,"point2":50.0,"point3":70.0]
let kmToPoint = milesToPoint.map { name,miles in miles * 1.6093 }
在上面的例子中，為了遍歷字典(Dictionary)，我們對其使用map操作，map函數(shù)的參數(shù)是一個(gè)String類型和一個(gè)Double類型的變量，而該String和Double變量是由來自于字典(Dictionary)中每一個(gè)元素的key: value組成的。
TIPS:如果你不知道一個(gè)集合對象在使用map應(yīng)該使用什么類型的參數(shù)，這時(shí)候可以借助Xcode自動(dòng)補(bǔ)全的功能來查看參數(shù)的類型，如下圖所示，
對于集合（Set）使用map：
let lengthInMeters: Set = [4.0, 6.2, 8.9]
let lengthInFeet = lengthInMeters.map {meters in meters * 3.2808}
Filter
Filter，顧名思義，就是過濾、篩選的意思，對于一個(gè)集合對象而言，filter函數(shù)的作用是遍歷該集合，然后將該集合中符合某些特定條件的元素組成新的數(shù)組，并返回該新數(shù)組，filter函數(shù)就是選擇集合中符合條件的元素，過濾掉不符合條件的元素，如下圖所示，
filter函數(shù)只有一個(gè)閉包作為參數(shù)，該閉包指定了篩選條件。該閉包使用集合對象中的一個(gè)元素作為參數(shù)，并且必須返回一個(gè)Bool值以表明該元素是否應(yīng)該被包含新的數(shù)組中并返回。下面的例子，對一個(gè)數(shù)組使用filter操作，返回?cái)?shù)組中所有的偶數(shù)
let digits = [1, 4, 5, 10, 15]
let even = digits.filter { (number) -> Bool in return
number % 2 == 0
}
// [4, 10]
你也可以這樣簡寫：
let digits = [1, 4, 10, 15]
let even = digits.filter { $0 % 2 == 0 }
// [4, 10]
Reduce
reduce函數(shù)可以將一個(gè)集合中的所有元素組合起來，生成一個(gè)新的值并返回該值，如下圖所示：
Reduce函數(shù)接收兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)初始值和一個(gè)組合閉包(combine closure)，例如，將一個(gè)數(shù)組中的各個(gè)元素與一個(gè)初始值10相加，可以使用reduce函數(shù)，如下代碼所示：
let items = [2.0, 4.0, 5.0, 7.0]
let total = items.reduce(10, combine: +)
// 28.0
同樣，這也適用于使用+將數(shù)組中的string進(jìn)行拼接，如下代碼，
let codes = ["abc", "def", "ghi"]
let text = codes.reduce("", combine: +)
// "abcdefghi"
Reduce函數(shù)的combine參數(shù)是一個(gè)閉包，所以我們也可以使用尾閉包的語法形式來編寫reduce函數(shù)，如下代碼所示，
let name = ["alan", "brian", "charlie"]
let scv = name.reduce("===") { text, name in
"\(text), \(name)"
}
// "==, alan, brian, charlie"
name 是數(shù)組中的一個(gè)元素，text相當(dāng)于每一次操作將name拼接之后生成的值，此處text初始值是"==="，reduce函數(shù)執(zhí)行結(jié)束之后，text是最終返回的值，即"==,alan,brian,charlie"。
FlatMap
FlatMap是將多個(gè)集合糅合成一個(gè)集合
let collections = [[5, 2, 7], [4, 8], [9, 1, 3]]
let flat = collections.flatMap { $0 }
// [5, 2, 7, 4, 8, 9, 1, 3]
甚至，flatMap能識別可選值，它將會(huì)把集合中的nil元素移除掉，如下代碼所示
let people: [String?] = ["Tom", nil, "Peter", nil, "Harry"]
let valid = people.flatMap { $0 }
// ["Tom", "Peter", "Harry"]
再看看filter和flatMap組合使用的例子，先將一個(gè)數(shù)組中的多個(gè)字?jǐn)?shù)組扁平化(flat)為一個(gè)數(shù)組，然后再使用過濾(filter)篩選出數(shù)組中的偶數(shù)，如下代碼所示
let collections = [[5, 2, 7], [4, 8], [9, 1, 3]]
let onlyEven = collections.flatMap { intArray in
intArray.filter { $0 % 2 == 0 }
// result -- [2, 4, 8]
}
此處注意一下。flatMap遍歷了collections數(shù)組中的包含整型數(shù)字的子數(shù)組，所以flatMap的參數(shù)是一個(gè)閉包，該閉包的參數(shù)是包含整型數(shù)字的數(shù)組，即[Int]。這段代碼也可以使用更加簡潔、更加晦澀難懂的閉包語法來編寫，如下代碼所示
let collections = [[5, 2, 7], [4, 8], [9, 1, 3]]
let onlyEven = collections.flatMap { $0.filter { $0 % 2 == 0 }}
// result -- [2, 4, 8]
再看一個(gè)例子，將flatMap和map組合使用，為一個(gè)包含多個(gè)整型子數(shù)組的數(shù)組內(nèi)的所有整型元素計(jì)算平方值，并將計(jì)算后的平方值放入新數(shù)組返回，這里我們提供兩種方式來z實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)需求，一種是簡潔的閉包式的語法，另一種是完整的規(guī)范語法，如下代碼所示
let collections = [[5, 2, 7], [4, 8], [9, 1, 3]]
// 1. 簡潔方式
let allSquared = collections.flatMap { $0.map { $0 * $0 }}
// 2. 完整方式
let allSquared2 = collections.flatMap { intArray in
intArray.map { $0 * $0 }
}
// result -- [25, 4, 49, 16, 64, 81, 1, 9]
關(guān)于flatMap，最后一個(gè)例子，使用flatMap和reduce來計(jì)算一個(gè)數(shù)組中所有整型子數(shù)組的內(nèi)的所有元素相加計(jì)算的和(sum)，還是使用閉包的簡寫語法和完整的規(guī)范寫法，如下代碼所示
let collections = [[5, 2, 7], [4, 8], [9, 1, 3]]
let sums = collections.flatMap { $0.reduce(0, combine:+) }
let sums2 = collections.flatMap { intArray in
intArray.reduce(0, combine:+)
}
Chaining 鏈?zhǔn)秸Z法
我們可以通過鏈?zhǔn)秸Z法來使用swift的map, filter, reduce以及flatMap，例如計(jì)算集合中大于等于7的數(shù)字的和，可以先使用filter篩選，然后在使用reduce求和，如下代碼所示
let marks = [4, 5, 8, 2, 9, 7]
let totalPass = marks.filter { $0 >= 7}.reduce(0, combine: +)
// result - 24
再比如，求一個(gè)數(shù)組中的元素的平方值是偶數(shù)的集合，可以先通過map計(jì)算所有平方值，然后在通過filter篩選出偶數(shù)，如下代碼所示
let numbers = [20, 17, 35, 4, 12]
let evenSquares = numbers.map { $0 * $0 }.filter { $0 % 2 == 0 }
// result -- 400, 16, 144
總結(jié)
以后在使用swift編碼的過程中，當(dāng)你意識到自己在對一個(gè)集合對象進(jìn)行遍歷操作時(shí)，你該思考一下是否可以使用map, filter或者reduce函數(shù)來替代。
以下是總結(jié)了以下map, filter, reduce的特性，
- map返回了一個(gè)結(jié)果集，該集合中包含的所有元素是來于對源數(shù)組中每一個(gè)元素進(jìn)行相同的轉(zhuǎn)換之后形成的新元素。
- filter返回一個(gè)結(jié)果集，該集合包含的元素是源數(shù)組中的每一個(gè)符合篩選條件的元素。
- reduce返回一個(gè)值，該值是對初始值和集合中的每個(gè)元素調(diào)用閉包中相同的操作生成的。
參考鏈接
http://useyourloaf.com/blog/swift-guide-to-map-filter-reduce/
