Swift -- 函数式编程(Funtional Programming)

Array的常见操作

var arr1 = [1,2,3,4]
var arr2 = arr1.map{ $0 * 2}
//2 4 6 8 遍历数组元素，按照后边的计算之后把数据放到新的数组中去
var arr3 = arr1.filter{ $0 % 2 == 0 }
//2 4 遍历数组元素，满足条件的会放到新的数组中去，用来过滤的
var arr4 = arr1.reduce(0) {$0 + $1}//10
//遍历所有的元素，用0去加所有的元素
//$0 上一次遍历返回的结果（初始值是0）
//$1 每次遍历到的数组元素

var arr5 = arr1.reduce (0, +)//10

lazy的优化

let arr = [1,2,3]

let result = arr.lazy.map { (i:Int) -> Int in
    print("mapping \(i)")
    return I*2
}
print("begin------")
print("mapped",result[0])
print("mapped",result[1])
print("mapped",result[2])
print("end")
//打印结果：
begin------
mapping 1
mapped 2
mapping 2
mapped 4
mapping 3
mapped 6
end

Optional的map和flatMap

var num1:Int? = 10
var num2 = num1.map { $0 * 2}//Optional(20)
var num3:Int? = nil
var num4 = num3.map{ $0 * 2}//nil
可选项如果有值，则直接解包，然后进行大括号里边的操作，然后可选项赋值给新的变量，如果为nil则直接返回nil

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)
Optional.some($0 * 2)}是Optional(20)，.map会再给外边包装一层Optional，而flatMap识别到有一层Optional了就不会再包一层Optional

var num1:Int? = 10
var num2 = (num1 != nil) ? (num1! + 10) : nil
var num3 = num1.map{ $0 + 10}
//num2和num3是等价的

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)

var score:Int? = 98
var str1 = score != nil ? "score is \(score!)" : "No score"
var str2 = score.map{"score is \($0)"} ?? "No score"

补充知识点：
对于options，如果是多个参数，在oc写法中是用|符号，在swift中会报错，要用数组传值，
swift:

class Person:NSObject{
      func run(){
           addObserver(self, forKeyPath: "age", options: [.new,.old], context: nil)
      }
}

oc:

 [self.marqueeLabel addObserver:self
                        forKeyPath:@"attributedText"
                           options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld
                           context:nil
     ];

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
• 函数式编程中几个常用的概念
  - Higher-Order Function、Function Currying
  - Functor、Applicative Functor、Monad
• 参考资料
  - https://adit.io/posts/2013-04-17-functors,_applicatives,_and_monads_in_pictures.html
  - https://mokacoding.com/blog/functor-applicative-monads-in-pictures/

FP实践 - 传统写法

//假设要实现以下功能：[(num + 3) * 5 - 1] % 10 / 2
var num = 1
divide(mod(sub(multiple(add(num, 3), 5), 1), 10), 2)

func add(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 + v2 }
func sub(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 - v2 }
func multiple(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 * v2 }
func divide(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 / v2 }
func mod(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int { v1 % v2 }

FP实践 - 函数式写法

高阶函数（Higher-Order Function）

• 高阶函数是至少满足下列一个条件的函数：
  - 接受一个或多个函数作为输入（map、filter、reduce等）
  - 返回一个函数
• FP中到处都是高阶函数

柯里化（Currying）

什么是柯里化？

Q：将一个接受多参数的函数变换为一系列只接受单个参数的函数

• Array、Optional的map方法接收的参数就是一个柯里化函数

函子（Functor）

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

//Array
public func map(_ transform: (Element) -> T) -> Array

//Optional
public func map(_ transform: (Wrapped) -> U) -> Optional

怎么样的Type才能称之为是函子（Functor）？

func map(_ fn: (Inner) -> T) -> Type

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

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

• Optional可以成为适用函子

func pure(_ value: A) -> A? {value}
infix operator <*> : AdditionPrecedence
func <*>(fn: ((A) -> B)?, value: A?) -> B?{
    guard let f = fn, let v = value else {
        return nil
    }
    return f(v)
}

• Array可以成为适用函子

func pure(_ value: A) -> [A] { [value] }
func <*>(fn: [(A) -> B], value: [A]) -> [B] {
   var arr: [B] = []
   if fn.count == value.count {
for i in fn.startIndex.. [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）

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

• 很显然，Array、Optional都是单子