齐卫鹏的博客

欢迎

0%

Swift 函数式编程入门

发表于 更新于

是的，这真的只是入门，一点点了解而已，真正的函数式编程还差得远呢。只是初步学习了一些入门的思想，争取为以后的开发中提供一些便利。

开始

首先记一个 Swift 函数中的变化，其实也不能说是变化，因为在 Swift 3 就已经是这样了，就是函数中的参数已经不能使用 var 了，也就是函数参数全都是常量，如果希望在函数内部改变，那么只有在函数内部重新声明一个变量去接收这个参数。

1
2
3
4
5
6
7
func test(number: Int) -> Int {
    
    var newNumber = number
    
    // 对 newNumber 进行操作
    return newNumber
}

我们如果想直接操作实参呢？更加复杂，需要增加 inout 关键字。

1
2
3
4
5
6
7
func addOne(number: inout Int) {
    number = number + 1
}

var num = 5
addOne(number: &num)
num // 6

函数式编程更希望函数像是一个黑匣子一样，参数传进去，黑匣子经过一定逻辑然后返回一个结果，而并不希望我们直接操作这个参数，因此 Swift 函数参数默认都是值传递。

那么我们希望交换两个数呢？这时候肯定还是需要使用 inout 的嘛，我们定义这样一个函数。

1
2
3
4
5
6
7
8
func swapTwoInts( _ a: inout Int,_ b: inout Int) {
    (a, b) = (b, a)
}

var x = 3
var y = 5

swapTwoInts(&x, &y) // 调用函数的时候,含有 inout 关键字的变量前面会有一个 &,表示地址

当然事实上，Swift 给我们提供了 swap 函数，并且是支持泛型的，也就可以交换两个字符串，两个对象，两个很多东西。我们来自己实现一下：

1
2
3
4
5
6
7
8
func swapTwo<T>(_ a: inout T, _ b: inout T) {
    (a, b) = (b, a)
}

var x = 3
var y = 4

swapTwo(&x, &y)

到这里还都是函数的基本使用，没有多少函数式编程的东西啊。

函数式编程入门

Swift 为什么说它支持函数式编程呢，其中一点就是它把函数列为了“一等公民”，函数可以作为变量，可以作为参数，可以作为返回值，这为函数式编程打下了基础。

函数作为变量/常量

1
2
3
4
5
6
7
8
func add(num1 a: Int, num2 b: Int) -> Int {
    return a + b
}

let add2 = add // 这里直接将函数名赋值给一个常量

add(num1: 3, num2: 5) // 8
add2(3, 5) // 8

我们把一个函数名直接赋值给了一个常量，此时 add2 的类型为 (Int, Int) -> Int，也就是说这个变量是一个函数类型的，之后我们使用 add2(3, 5) 的方式依然可以调用这个函数（只不过没有了参数名）。

函数作为参数

我们都熟悉 Objective-C 中的 Block，而 Swift 中的 Closure 其实和 Block 是一回事儿，都是匿名函数。Swift 由于函数可以作为变量，我们原来传入闭包的地方现在传入一个函数变量是完全没问题的。

sort 函数

比如 Swift 中的 sort 函数（sorted() 有返回值，不改变自身，sort() 返回类型为 Void，改变自身；事实上 Swift 中很多类似方法都是这样的，加后缀的一般都是有返回值不改变自身的）。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
var numbers = [4, 7, 2, 1, 7, 12, 3]

func bigFirst(a: Int, b: Int) -> Bool {
    return a > b
}

numbers.sort(by: bigFirst) // [12, 7, 7, 4, 3, 2, 1]

// numbers.sort(by: >) // > 本质上就是一个函数，因此这样也是可以的

上面就是函数作为参数的一个例子，这里的 sort 函数称为高阶函数。

我们能传入函数的地方也能传一个闭包。

1
2
3
4
numbers.sort { (num1, num2) -> Bool in
    return num1 > num2
}
numbers.sort { $0 > $1 } // 参数可以使用默认的$0,$1...，由于只有一行代码，return 也可以省略

当然，sort 函数能实现的功能可不知这些，比如下面，我们可以把一个整型数组按照字符串的顺序排序：

1
2
3
var numbers = [123, 110, 1, 23, 235, 20, 315]

numbers.sort { String($0) < String($1) } // [1, 110, 123, 20, 23, 235, 315]

下面介绍所有支持函数式编程的语言都基本会有的三个函数，那就是著名的 map, filter 和 reduce 函数。

map 函数

map 函数作用在数组上，我们传入一个函数，告诉这个数组每一个元素应该按照什么样的逻辑发生改变，那么 map 操作就会把数组中的所有元素均按照这个逻辑去改变，并返回一个新的数组。

1
2
numbers.map { $0 + 1 } // 数组所有元素均加 1
numbers.map { String($0) } // 将所有元素均转成字符串

filter 函数

filter 函数，我们传入一个返回值为 Bool 的函数，所有返回值为 true 的元素会被放进一个新的数组中。

1
numbers.filter { $0 > 5} // 将所有大于 5 的数挑选出来组成一个新的数组

reduce 函数

reduce 函数是把数组中所有的元组组成一个值，比如数组中所有元素的和，所有元素的积，都可以使用。

1
2
3
4
var numbers = [4, 7, 2, 1, 7, 12, 3]

numbers.reduce(0, +) // 所有元素的和
numbers.reduce("") { $0 + String($1) + " " } // 返回 "4 7 2 1 7 12 3 "这样一个字符串

柯里化

王巍的《Swifter - Swift 必备 Tips》第一篇就是讲的柯里化。

1
2
3
4
5
func addOne(_ num: Int) -> Int {
    return num + 1
}

addOne(2)

上面的函数把一个整型加 1，可是如果我们还需要一个加 2 的函数呢，再写一个？如果需要加 3 的函数呢？再从头到尾写一个？

事实上我们可以定义一个高阶函数，把这几个函数的相同部分抽取出来，如下面：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
func addTo(_ adder: Int) -> (Int) -> Int {
    return { num in
        return adder + num
    }
}

let addFour = addTo(4)

addFour(5) // 9

柯里化其实就是把一个多参数的函数，通过抽取高阶函数，把参数的传入分层的过程。我们利用它可以做什么？如果我们有多个函数，它们拥有部分相同的逻辑，我们就可以考虑把这部分逻辑抽取出来，达到代码复用的目的。

函数作为返回值

这里使用慕课网中刘宇波老师的例子：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
// 按照重量的1倍计算邮费
func tier1MailFeeByWeight(weight: Int) -> Int {
    return 1 * weight
}

// 按照重量的3倍计算邮费
func tier2MainFeeByWeight(weight: Int) -> Int {
    return 3 * weight
}

// 根据重量的不同,选择不同的邮费计算方式,当重量小于等于10的时候选择1倍计算邮费,否则选择3倍计算邮费
func chooseMailFeeCalculationByWeight(weight: Int) -> (Int) -> Int {
    return weight <= 10 ? tier1MailFeeByWeight : tier2MainFeeByWeight
}

func feeByUnitPrice(price: Int, weight: Int) -> Int {
    
    // 这里根据参数的不同,可以得到不同的函数作为返回值
    let mailFeeByWeight = chooseMailFeeCalculationByWeight(weight: weight)
    return mailFeeByWeight(weight) + price * weight
    
}