Swift 之惰性求值

Swift 之惰性求值

Haskell 中的函數(shù)有一個(gè)特性

函數(shù)的返回可能是一個(gè)塊(一個(gè)被延遲計(jì)算的表達(dá)式)

從而引出一個(gè)概念 惰性求值

isOdd n = mod n 2 == 1 

下面有段 分析

在使用嚴(yán)格求值的語言里,函數(shù)的參數(shù)總是在應(yīng)用函數(shù)之前被求值。以 isOdd 為例子:子表達(dá)式 (1 + 2)
會首先被求值,得出結(jié)果 3 。接著,將 3 綁定到變量 n ,應(yīng)用到函數(shù) isOdd 。最后, mod 3 2 返回 
1 ,而 1 == 1 返回 True 。

Haskell 使用了另外一種求值方式 —— 非嚴(yán)格求值。在這種情況下,求值 isOdd (1 + 2) 并不會即刻使得
子表達(dá)式 1 + 2 被求值為 3 ,相反,編譯器做出了一個(gè)“承諾”,說,“當(dāng)真正有需要的時(shí)候,我有辦法計(jì)算
出 isOdd (1 + 2) 的值”。

惰性求值的優(yōu)點(diǎn)

簡單理解惰性求值: 在使用惰性計(jì)算時(shí),表達(dá)式不在它被綁定到變量之后就立即求值,而是在該值被取用的時(shí)候求值。

  • 可以創(chuàng)建無限序列數(shù)據(jù)類型, 比如無窮大,由于字節(jié)的限制,很多語言并不能描述出無窮大
  • 減少存儲空間, 在要求值的時(shí)候才會發(fā)生計(jì)算。 這個(gè)跟 lazy 屬性一樣的作用
  • 減少計(jì)算量, 例如,尋找數(shù)組中符合條件的某個(gè)值

swift 默認(rèn)嚴(yán)格求值, 也提供了相關(guān)的惰性求值的機(jī)制

let array = [1,2,4,5,3,7]
let selement = array.map({$0 * 2})[3]
let element = array.lazy.map({$0 * 2 })[3]
print("\(selement) -- \(element)")

上面代碼中, 計(jì)算出 selement 花了 7 次, 計(jì)算 element 花了 2

  • 對于 7:將 array 每個(gè)元素分別取出 * 2,然后在這些數(shù)據(jù)中取出第4個(gè)元素, 6+1=7
  • 對于 2:因?yàn)槭嵌栊郧笾?,會先?array 取出第4個(gè)元素, 然后 * 2 , 1+1 = 2

lazy 到底為何物?

extension Array {
    public var lazy: LazyRandomAccessCollection<Array<Element>> { get }
}

LazyRandomAccessCollection Conforms To
LazyCollectionProtocol

LazyCollectionProtocol Conforms To
LazySequenceProtocol

構(gòu)建無窮大序列 (swift4)

enum Stream<T> {
    case empty
    case cons(()->T, ()-> Stream<T>)
}

extension Stream {
    var empty: Stream<T> {
        return .empty
    }

    var tail: Stream<T> {
        switch self {
        case .empty:
            return .empty
        case let .cons(_, tail):
            return tail()
        }
    }

    var toArray: [T] {
        switch self {
        case .empty:
            return []
        case let .cons(h, t):
            return [h()] + t().toArray
        }
    }

    func take(n: Int) -> Stream<T> {
        if n == 0 {
            return empty
        } else {
            switch self {
            case .empty:
                return .empty
            case let .cons(h, t):
                return Stream.cons(h, {t().take(n: n-1)})
            }
        }
    }
}

func onses() -> Stream<Int> {
    return Stream<Int>.cons({1}, {onses()})
}

print(onses().take(n: 5).toArray)

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參考

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