swift之函式式程式設計

最近初學swift，和oc比，發現語言更現代，也有了更多的特性。如何寫好swift**，也許，熟練使用新特性寫出更優秀的**，就是答案。今天先從大的方向談談swift中的程式設計正規化-函式式程式設計。主要還是讀了大佬帖子，寫寫自己的理解。

"函式式程式設計"是一種"程式設計正規化"（programming paradigm），也就是如何編寫程式的方**。

它屬於"結構化程式設計"的一種，主要思想是把運算過程盡量寫成一系列巢狀的函式呼叫。

它使**更像自然語言，告訴程式設計師要幹什麼，而不是怎麼幹，把怎麼幹的細節拆分到各個函式中。呼叫的地方邏輯清晰，便於debug。

舉例來說，現在有這樣乙個數學表示式：

(1 + 2) * 3 - 4

傳統的過程式程式設計，可能這樣寫：

var a = 1 + 2
;var b = a * 3
;var c = b - 4;

函式式程式設計要求使用函式，我們可以把運算過程定義為不同的函式，然後寫成下面這樣：

var result = subtract(multiply(add(1,2), 3), 4);

這就是函式式程式設計。

**簡潔，開發快速

函式式程式設計大量使用函式，減少了**的重複，因此程式比較短，開發速度較快。

接近自然語言，易於理解

函式式程式設計的自由度很高，可以寫出很接近自然語言的**。我們把程式的邏輯分成了幾個函式，這樣一來，我們的**邏輯也會變得幾個小碎片，於是我們讀**時要考慮的上下文就少了很多，閱讀**也會更容易。而把**邏輯封裝成了函式後，我們就相當於給每個相對獨立的程式邏輯取了個名字，於是**成了自解釋的。

前文曾經將表示式(1 + 2) * 3 - 4，寫成函式式語言：

subtract(multiply(add(1,2), 3), 4)

對它進行變形，不難得到另一種寫法：

add(1,2).multiply(3).subtract(4)

更方便的**管理

函式式程式設計不依賴、也不會改變外界的狀態，只要給定輸入引數，返回的結果必定相同。因此，每乙個函式都可以被看做獨立單元，很有利於進行單元測試（unit testing）和除錯（debugging），以及模組化組合。

易於"併發程式設計"

函式式程式設計不需要考慮"死鎖"（deadlock），因為它不修改變數，所以根本不存在"鎖"執行緒的問題。不必擔心乙個執行緒的資料，被另乙個執行緒修改，所以可以很放心地把工作分攤到多個執行緒，部署"併發程式設計"（concurrency）。

所謂"第一等公民"（first class），指的是函式與其他資料型別一樣，處於平等地位，可以賦值給其他變數，也可以作為引數，傳入另乙個函式，或者作為別的函式的返回值。

舉例來說，下面**中的print變數就是乙個函式，可以作為另乙個函式的引數。

var print =function(i);
[1,2,3].foreach(print);

函式(function)這個名詞來自於數學，函式通過乙個給定的值，計算出另外乙個值，也就是上學時常見的f(x)。

在通常的理解中，下面**裡面，f1，f2，f3通常都被叫做函式：

//
偽** 函式無入參，返回2
def f1(): return2//
函式有引數x，返回 x+1
def f2(int x): return x+1
//函式無入參，無返回值，列印hello world
def f3(): print("
hello world
")

複製**但實際上，函式（function)和procedure是有區別的： function 通過運算返回乙個值，而procedure只執行一段**，沒有返回值。這一點對於後面的理解是非常有幫助的，首先要區分出二者。

再回到上面的**中，f1，f2，為function而f3為procedure。

pure：純的；單純的；純真的；乾淨的我們將滿足下面兩個條件的函式稱作pure function：

side effect

函式呼叫後不會對外部狀態產生影響,比如下面這段**中sum函式是no side effect的：

def sum(a,b): return a+b

產生side effect的函式長成什麼樣呢？其實經常會寫這樣的函式：

int sum = 0
def plus(a,b)

plus函式除了計算引數之和以外，還改變了外部變數sum的值，我們plus這個函式產生了side effect。常見的side effect

引用透明（referential transparency），指的是函式的執行不依賴於外部變數或"狀態"，只依賴於輸入的引數，任何時候只要引數相同，引用函式所得到的返回值總是相同的。

有了前面的第三點和第四點，這點是很顯然的。其他型別的語言，函式的返回值往往與系統狀態有關，不同的狀態之下，返回值是不一樣的。這就叫"引用不透明"，很不利於觀察和理解程式的行為。

先說兩個概念型的名詞：

高階函式（high order func），指可以將其他函式作為引數或者返回結果的函式。

一級函式（first class func），指可以出現在任何其他構件（比如變數）地方的函式。

map

map

一般用在集合型別，對集合裡的元素進行遍歷，函式體裡實現對每乙個元素的操作。

var arr = [1,3,2,4
]let mapres =arr.map

// 執行結果：["no.1", "no.3", "no.2", "no.4"]

reduce

reduce(result)

一般用在集合型別，對集合裡的元素進行疊加處理，函式體裡傳兩個引數，第乙個是之前的疊加結果，第二個是當前元素，返回值是對當前元素疊加後的結果。

//
對陣列裡的元素：奇數相加，偶數相乘
var arr = [1,3,2,4
]let reduceres = arr.reduce((0,1)) 
else}//
執行結果：(4,8)

filter

filter

一般用在集合型別，對集合裡的元素進行篩選。函式體裡實現篩選條件，返回 true 的元素通過篩選。

var arr = [1,3,2,4
]let filterres =arr.filter 
//執行結果：[2,4]

flatmap

首先先看下 swift 原始碼裡對集合陣列的map和flatmap的實現：

//
sequence.swift
extension sequence }//
sequencealgorithms.swift.gyb
extension sequence 
public func flatmap(_ transform: (element) -> s) ->[s.element] {}
}

前面我們已經知道，map是一種遍歷，而上面的**又顯示出來，flatmap有兩種過載的函式：

其中一種與map非常相似，差別只在閉包裡的返回值變成了可選型別。另一種稍微有點不同，閉包傳入的是陣列，最後返回的是陣列的元素組成的集合。

//
maplet arr = [1,2,nil,4,nil,5
]let arrres = arr.map //
結果為：[optional(1), optional(2), nil, optional(4), nil, optional(5)]
//flatmap
let brr = [1,2,nil,4,nil,5
]let brrres = brr.flatmap //
結果為：[1, 2, 4, 5]
let crr = [[1,2,4],[5,3,2
]]let ccres = crr.flatmap //
結果為：[1, 2, 4, 5, 3, 2]
let cdres = crr.flatmap 
} //
結果為[1, 4, 16, 25, 9, 4]
//使用 map 實現的上面平鋪功能
let ceres = array(crr.map.joined()) //
同 ccres
let cfres = array(crr.map.joined()).map //
同 cdres

簡單理解為，flatmap可以將多維陣列平鋪，也還以過濾掉一維陣列中的nil元素。

map和flatmap不只在陣列中可以使用，對於 optional 型別也是可以進行操作的。先看下面這個例子：

let a: date? =date()
let formatter =dateformatter()
formatter.datestyle =.medium
let c = a.map(formatter.string
(from:))
let d = a == nil ? nil : formatter.string(from: a!)
c 和 d 是兩種不同的寫法，c 寫法是不是更優雅一些?

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