Swift高阶函数map, filter, reduce,flatMap入门

在swift中,对诸如Array, Dictionary集合类型使用map, filter, reduce进行操作是非常方便的事情,随着对swift语言的了解加深,开发者将越来越习惯、越来越喜欢这种抽象度较高的语法,但愿如此,[流汗]。如果你没有函数式语言编程的相关经验,在处理集合类型时,你的第一直觉可能是使用for-loop循环。本篇文章,是关于swift中map, filter, reduce的基本概念和使用的入门介绍,也是希望能借此文章帮助读者改变编程习惯和编程思维,提升swift开发效率。

Map-遍历任意集合类型

我们可以使用for循环来计算一个数组中每个元素的平方值,如下代码所示

let values = [2.0, 4.0, 5.0, 7.0]
var squares: [Double] = []
for value in values {
  squares.append(value*value)
}

下面看一看,使用map来实现同样的功能

let values = [2.0,4.0,5.0,7.0]
let squarses = values.map{$0*$0}
print(squarses)
let c = values.map{m in m * 3}
print(c)
//[4.0, 16.0, 25.0, 49.0]
//[6.0, 12.0, 15.0, 21.0]

基本格式

let 常量名 = 要遍历的数组.map{$0*$0}
print("打印出数组,验证函数")
// $0表示当前遍历的集合对象中的一个元素,就这样,不要想得太复杂;也请多想一点点,查找相关资料多做了解。

Filter - 过滤 筛选

Filter,顾名思义,就是过滤、筛选的意思,对于一个集合对象而言,filter函数的作用是遍历该集合,然后将该集合中符合某些特定条件的元素组成新的数组,并返回该新数组,也就是说选择集合中符合条件的元素,过滤掉不符合条件的元素

let digits = [1, 4, 10, 15]
let even = digits.filter { $0 % 2 == 0 }
// [4, 10]

Reduce - 组合

Reduce,我所了解的英文翻译是减少、降低,在此处这样理解是不正确的,在swift函数式编程的概念中,reduce有“组合、归纳”的意思,使用reduce函数可以将一个集合中的所有元素组合起来,生成一个新的值并返回该值
Reduce函数接收两个参数,一个初始值和一个组合闭包(combine closure),例如,将一个数组中的各个元素与一个初始值10相加,可以使用reduce函数,如下代码所示

let items = [2.0, 4.0, 5.0, 7.0]
let total = items.reduce(10, combine: +)
// 28.0

同样,这也适用于使用+将数组中的string进行拼接,如下代码

let codes = ["abc", "def", "ghi"]
let text = codes.reduce("", combine: +)
// "abcdefghi"

FlatMap-连接

Flat是什么意思呢?它表示平坦的、扁平的,这是它的形容词意思,它的动词意思有“使...扁平”,在swift中flatMap表示将多个集合对象扁平化为一个数组,也就说把多个集合连接成一个集合,下面的代码展示了最简单的flatMap使用

let collections = [[5, 2, 7], [4, 8], [9, 1, 3]]
let flat = collections.flatMap { $0 }
// [5, 2, 7, 4, 8, 9, 1, 3]

甚至,flatMap还“知道”可选值的概念,它将会把集合中的nil元素移除掉,如下代码所示:

let people: [String?] = ["Tom", nil, "Peter", nil, "Harry"]
let valid = people.flatMap { $0 }
// ["Tom", "Peter", "Harry"]

再看看filter和flatMap组合使用的例子,先将一个数组中的多个字数组扁平化(flat)为一个数组,然后再使用过滤(filter)筛选出数组中的偶数,如下代码所示

let collections = [[5, 2, 7], [4, 8], [9, 1, 3]]
// 此处even表示偶数
let onlyEven = collections.flatMap {
  intArray in intArray.filter { $0 % 2 == 0 }
  // result -- [2, 4, 8]
}

简写如下

let collections = [[5, 2, 7], [4, 8], [9, 1, 3]]
let onlyEven = collections.flatMap { $0.filter { $0 % 2 == 0 }}
// result -- [2, 4, 8]

最后一个例子,使用flatMap和reduce来计算一个数组中所有整型子数组的内的所有元素相加计算的和(sum),还是使用闭包的简写语法和完整的规范写法,如下代码所示:

let collections = [[5, 2, 7], [4, 8], [9, 1, 3]]
let sums = collections.flatMap { $0.reduce(0, combine:+) }
let sums2 = collections.flatMap { 
  intArray in intArray.reduce(0, combine:+)
}

Chaining 链式语法

我们可以通过链式语法来使用swift的map, filter, reduce以及flatMap,例如计算集合中大于等于7的数字的和,可以先使用filter筛选,然后在使用reduce求和,如下代码所示:

let marks = [4, 5, 8, 2, 9, 7]
let totalPass = marks.filter { $0 >= 7}.reduce(0, combine: +)
// result - 24

再比如,求一个数组中的元素的平方值是偶数的集合,可以先通过map计算所有平方值,然后在通过filter筛选出偶数,如下代码所示:

let numbers = [20, 17, 35, 4, 12]
let evenSquares = numbers.map { $0 * $0 }.filter { $0 % 2 == 0 }
// result -- 400, 16, 144

其实稍微思考也觉得这没什么高深,因为map和filter返回的是一个数组,我们当然可以对返回的数组继续使用map, filter, reduce以及flatMap操作。

一些小小的总结

以后在使用swift编码的过程中,当你意识到自己在对一个集合对象进行遍历操作时,你该思考一下是否可以使用map, filter或者reduce函数来替代。

以下是总结了以下map, filter, reduce的特性:

  • map返回了一个结果集,该集合中包含的所有元素是来于对源数组中每一个元素进行相同的转换之后形成的新元素。
  • filter返回一个结果集,该集合包含的元素是源数组中的每一个符合筛选条件的元素。
  • reduce返回一个值,该值是对初始值和集合中的每个元素调用闭包中相同的操作生成的。

参考链接

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