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函数式编程 ​

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

Array、map、flatMap的API ​

  • Array常见的操作
swift
    var arr = [1, 2, 3, 4]
    var arr2 = arr.map { $0 * 2 } //遍历 [2, 4, 6, 8]
    var arr3 = arr.filter { $0 % 2 == 0 } //查找 [2, 4]
    var arr4 = arr.reduce(0) { $0 + $1 } //传入的数字跟数组内的其他元素相加 10
    var arr5 = arr.reduce(0, +) //reduce简写 10

    // map 和 compactMap的区别
    var arr = ["123", "test", "jack", "-30"]
    var arr2 = arr.map { Int($0) } // [Optional(123), nil, nil, Optional(-30)]
    func double(_ i: Int) -> Int { i * 2 } var arr3 = arr.compactMap { Int($0) } // [123, -30]

    // 使用reduce实现map、filter的功能
    var arr = [1, 2, 3, 4]
    //实现map功能 [2, 4, 6, 8]
    print(arr.map { $0 * 2 })
    print(arr.reduce([]) { $0 + [$1 * 2] })
    //实现filter [2, 4]
    print(arr.filter { $0 % 2 == 0 })
    print(arr.reduce([]) { $1 % 2 == 0 ? $0 + [$1] : $0 })
  • Array遍历lazy的优化
swift
let arr = [1, 2, 3]
// 使用lazy后，只有使用到的时候才会映射
let result = arr.lazy.map { (i: Int) -> Int in
    print("mapping \(i)")
    return i * 2
}
  • Optional的map有值和没值的区别
swift
var num1: Int? = 10
var num2 = num1.map { $0 * 2 } // Optional(20)
var num3: Int? = nil
var num4 = num3.map { $0 * 2 } // nil
  • Optional的map和flatMap的区别
swift
var num1: Int? = 10
var num2 = num1.map { Optional.some($0 * 2) } // Optional(Optional(20))
var num3 = num1.flatMap { Optional.some($0 * 2) } // Optional(20)
  • 使用map和flatmap的技巧
swift
    var num1: Int? = 10
    var num2 = (num1 != nil) ? (num1! + 10) : nil
    var num3 = num1.map { $0 + 10 } // num2、num3是等价的

    // flatMap判断是否为空的技巧
    var fmt = DateFormatter()
    fmt.dateFormat = "yyyy-mm-dd"
    var str: String? = "2011-09-10"
    var date1 = str != nil ? fmt.date(from: str!) : nil
    var date2 = str.flatMap(fmt.date)
  • map在类中的技巧
swift
struct Person {
    var name: String
}
var items = [
    Person(name: "jack"),
    Person(name: "rose"),
]
// 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] }
}
  • flatmap在类中的技巧
swift
struct Person {
    var name: String
    init?(_ json: [String : Any]) {
        guard let name = json["name"] as? String else { return nil }
        self.name = name
    }
}
var json: Dictionary? = ["name" : "Jack"]
// old
var p1 = json != nil ? Person(json!) : nil
// new
var p2 = json.flatMap(Person.init)

函数的简化过程 ​

定义传统的加法，传入两个参数相加

swift
func add(_ v1: Int,_ v2: Int,) -> Int{
    return v1 + v2
}

使用函数式的写法,只需要一个参数,返回一个函数，函数中需要形参:

swift
func add(_ v1: Int) ->(Int) -> Int{
    return { v2 in
        v1 + v2
    }
}
// 简化方法, $0是传入的第一个参数
func add(_ v1: Int) ->(Int) -> Int{
    return { v1 + $0 }
}
// 继续简化
func add(_ v1: Int) ->(Int) -> Int{ { v1 + $0 } }
// 计算 10 + 3  10是$0  3是v1
let fn = add(3)
print(fn(10))

如果需要将两个函数组装在一起,可以参考下面的方式

swift
func composite(_ f1: @escaping (Int) -> Int,
               _ f2: @escaping (Int) ->Int) -> (Int) -> Int{
    return { f2(f1($0)) }
}
// 调用时
let f1 = add(3)
let f2 = add(4)
let total = composite(f1, f2)(5)
// 自定义运算符 >>>
infix operator >>> : AdditionPrecedence
func >>>(_ f1: @escaping (Int) -> Int,
         _ f2: @escaping (Int) -> Int) -> (Int) -> Int { { f2(f1($0)) } }
let total = (f1 >>> f2)(5)

使用泛型进行再次简化

swift
func >>><A,B,C>(_ f1: @escaping (A) -> B,
                _ f2: @escaping (B) -> C) -> (A) -> C { { f2(f1($0)) } }
let f1 = add(3)
let f2 = add(4)
let total = (f1 >>> f2)(5)
  • 返回一个带参的函数，返回的函数中再次返回带参的函数
swift
func sub(_ v3: Int) -> (Int) -> (Int) -> Int{
    return { v2 in
        return { v1 in
            return v1 - v2 - v3
        }
    }
}
let f = sub(10)(20)(30)
print(f)

柯里化（Currying） ​

  • 两个参数的方法柯里化
swift
func add1(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 + v2 }
func currying<A, B, C>(_ fn: @escaping (A, B) -> C) -> (B) -> (A) -> C {
    { b in { a in fn(a, b) } }
}
let curriedAdd1 = currying(add1)
print(curriedAdd1(10)(20))
  • 三个参数的方法柯里化
swift
func add2(_ v1: Int, _ v2: Int, _ v3: Int) -> Int { v1 + v2 + v3 }
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) } } }
}
let curriedAdd2 = currying(add2)
print(curriedAdd2(10)(20)(30))

函子（Functor） ​

像Array、Optional这样支持map运算的类型，称为函子（Functor）

swift
// Array<Element>
public func map<T>(_ transform: (Element) -> T) -> Array<T>
// Optional<Wrapped>
public func map<U>(_ transform: (Wrapped) -> U) -> Optional<U>

适用函子（Applicative Functor） ​

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

swift
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
swift
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
swift
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)

单子（Monad） ​

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）

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