Swift中的函数式编程

一. 背景简介

• 最近很多同学问关于ReactiveCocoa的问题， 所有打算写一个相关系列的文章，当然目前iOS主流编程语言正在向Swift转变，我会直接写RxSwift。
• 但是在自己准备下手的时候，发现如果能够理解函数式编程，对于后面理解响应式编程会很有帮助。
• 同时Swift也是支持函数式编程的，因此打算先写一个函数式编程系列，后续再更新RxSwift
• 如果对该系列有兴趣, 欢迎点击关注.

二. 需求的解决和思考？

• 我们从一个示例程序说起
• 示例:
  • 有一个数组, 数组中存放很多数字
  • 需求: 从数组中帅选出所有的偶数

// 定义数组(当然其他数字也可以)
let numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

// 解决方案一:
var evens = [Int]()
for n in numbers {
    if n % 2 == 0 {
        evens.append(n)
    }
}

print(evens)

• 方案解决了问题, 但是是否有缺陷呢?
  • 如果我希望得到所有的奇数应该怎么办?
  • 对! 复制一份, 或者直接在循环中判断.
  • 那么, 如果我想获得3的倍数, 4的倍数, 5的倍数数字呢? 复制多份? 显然并不合理.
  • 对! 扩展性非常的差!
• 其实Swift提供了一个非常简单的API, 你可以根据自己的需要获取想要的数字.
  • 代码如下:

// 解决方案二:
let evens1 = numbers.filter { (num : Int) -> Bool in
    return num % 2 == 0
}

• 方法的解析
  • filter接受一个闭包参数
  • 闭包本身有一个Int类型参数, 表示数组中的数字
  • 返回值是一个Bool类型. 用于过滤符合条件的数字
  • 当满足条件时, 就会将满足条件的数字放入到数组中
• 这样做有什么好处?
  • 如果我选择获取奇数, 只需要将==改成!=
  • 如果我希望获取3/4/5的倍数, 只需要改变2
• 甚至我们的代码还可以这样写:
  • Swift闭包的简单写法而已, $0表示用于获取第一个闭包参数
  • 不熟练可以暂时忽略这种写法

let evens2 = numbers.filter { $0 % 2 == 0 }

三. 什么是函数式编程?

• 什么是函数式编程呢?
  • 函数式编程其实是一种编程思想, 代码写出来只是它的表现形式.
  • 在面向对象的编程思想中, 我们将要解决的一个个问题, 抽象成一个个类, 通过给类定义属性和方法, 让类帮助我们解决需要处理的问题.(其实面向对象也叫命令式编程, 就像给对象下一个个命令)
  • 而在函数式编程中, 我们则通过函数描述我们要解决的问题, 以及解决问题需要怎样的方案.
  • 函数本身可以作为变量, 作为参数, 作为返回值(这样说有一点抽象, 下面的解决方案中就是将函数作为函数的参数)

四. 示例程序分析

• 面向对象的思考
  • 我现在要对一个数组进行处理, 我可以封装一个用于处理数组各种情况的工具类
  • 工具类中我提供下面几个方法
  • 1> 获取该数组所有的偶数
  • 2> 获取该数组所有的奇数
  • 3> 获取数组中其他数字
  • 当然你也可以让调用方法的时候多传递几个参数, 来确定我获取的到底是什么, 以便于让内部进行处理.
  • 但是工具类不可能考虑到各种情况, 另外到底要对数组进行怎样的处理, 其实调用者最清楚.
  • 那么为何不让调用者把要做怎样的操作给我传递过来呢?
• 函数式编程的思考
  • 如果系统没有filter函数, 我们可以自己给Array扩充一个这样的函数
  • 封装一个函数, 函数的参数是一个对数组中数字的操作.
  • 这个数字到底是 %2 %3 %4, 将这样的操作传递进去
  • 既然是一个操作, 操作本身就是一个函数
  • 所有, 函数的参数是一个函数.(没错, 让函数作为函数的操作)
  • 代码如下:

// 给系统Array扩充函数
extension Array {
    func myOwnFilter(oprationFunc : (Int) -> Bool) -> [Int] {
        var tempArray = [Int]()

        for item in self {
            if oprationFunc(item as! Int) {
                tempArray.append(item as! Int)
            }
        }

        return tempArray
    }
}

// 用自己的函数解决问题
let evens3 = numbers.myOwnFilter { (num : Int) -> Bool in
    return num % 2 == 0
}

• 代码解析:

  • 扩充的函数要求传递的是一个闭包, 闭包其实就是一个特殊的函数. 因此, 扩充的函数传递的是另外一个函数
  • 在扩充的函数中我们通过传递的函数来判断数字是否符合需求, 符合需求, 则加入数组中.
  • 这样我们就可以根据用户自定义的需求来过滤需要的数字了.

• 如果我们的写的更有扩充性, 可以使用泛型

  • 比如: 获取字符串数组中包含"w"的字符串
  • 这个时候需要这样来修改我的函数

// Array扩充方法
extension Array {
    func myOwnFilter(oprationFunc : (Element) -> Bool) -> [Element] {
        var tempArray = [Element]()

        for item in self {
            if oprationFunc(item) {
                tempArray.append(item)
            }
        }

        return tempArray
    }
}

// 获取所有的偶数
let evens3 = numbers.myOwnFilter { (num : Int) -> Bool in
    return num % 2 == 0
}

// 获取所有带"w"的字符串
let strs = ["why", "lmj", "lnj", "yz", "wff", "sws"]
strs.myOwnFilter { (str : String) -> Bool in
    return str.containsString("w")
}

五. 函数式编程有什么用?

• 函数式编程最早诞生于1958年, 在Lisp语言使用.
• Lisp是什么?
  • Lisp有各种神奇的传说, 比如天才程序员通常使用Lisp, 比如用其他语言实现一个功能需要上千行的代码. 用Lisp只需要少许的代码.
  • Lisp目前并没有流行起来, 这可以说不是一门编程语言, 而是一门数学课.
  • Lisp被应用比较广泛的场景还是在人工智能中
• 石器时代的函数式编程, 是否有学习的必要呢?
  • 其实目前非常火的语言包括Python、Ruby、Javascript, 对函数式编程的支持都很强, 就连java、PHP都有加入匿名函数(本质也是一种函数式编程)
  • 而2014发布的Swift, 就以支持函数式编程作为一大特点.
  • 函数式编程是否会成为下一个主流的编程范式, 我们不得而知. 但是未来的程序员必然得或多或少懂一点函数式编程. 才能写出更优秀的代码.