3.Reduce 函數揭秘

Topic 3:

請用Reduce函數對Int類型數組內所有元素求和，例如數組[1,2,3,4]的4個元素和為10.

Example:

//例一：
let intArray = [1,2,3,4]

var sum = intArray.reduce(0){
  result, x in
  result + x
}

why coding like this?

1.開篇

命題一：假設讓你寫一個函數來實現對Int類型數組內所有元素求和，例如數組[1,2,3,4]的求和結果為10。
思路：與類map,filter函數思路不同，前者是對數組內每一個元素單獨做處理，而reduce恰恰相反，是將所有數組元素整合到一起。因此關于求和函數思路很明確，遍歷整個數組元素，逐一求和后作為結果值返回，大致為 0 + 1 + 2 + 3 +4。其中0是初始值。
代碼：

//例二：
func sum(xs:[Int])->Int{
  var result:Int = 0
  for x in xs{
    result += x
  }
  return result
}
//不妨測試下
sum(intArray)//print 10

可以看到對于sum函數傳入Int類型數組，首先我們聲明一個Int類型變量用于保存最后的求和結果值，初始值為0；接著使用for-in語句遍歷傳入的數組，使用result += x逐一求和累加；最后返回結果值result。

2.過渡

命題二：基礎入門之后，按照慣例對條件進行改變，假如把所有元素求和更改為對所有元素求乘，如[1,2,3,4] 返回1 * 2 * 3 * 4 = 24。
思路：顯然對于前面的代碼稍許改動即可，主要是替換result += x(累加運算) 更為result = result * x(階乘運算)。當然有一點切記不要遺忘，就是初始值 result = 1。
代碼：

//例三：
func multiplicator(xs:[Int])->Int{
    var result:Int = 1
    for x in xs{
        result = x * result
    }
    return result
}
multiplicator(intArray)//輸出24

命題三： 說完Int類型數組，再來說說String類型,將一個文字片段數組組成一個完整的句子，例如["hello"," ","world","!","say"," ","by"," ","optionalswift"],最后整合成"hello world!say by optionalswift"。
思路： 思路大概是遍歷數組，然后將所有字符串元素拼接在一起，關鍵這個拼接用什么？例如有str1和str2，swift中其實只需要簡單的newStr = str1 + str2 即可。
代碼：

//例四：
func jointStringArray(xs:[String])->String{
  var result :String = ""
  
  for x in xs{
    result += x
  }
  return result
}
let helloworld = ["hello"," ","world","!","say"," ","by"," ","optionalswift"]
jointStringArray(helloworld)//輸出"hello world!say by optionalswift"  

你已經急著上手想寫泛型函數了嗎？等等，我們貌似還忽略了一些復雜的鏈接情況。比如["hello","world","say","By","optional"]，我們需要在每一個單詞之間插入"-"連字符，別問我為什么？因為是我出題！

//例五：hyphen 意思為連字符`-`
func jointStringArrayByHyphen(xs:[String])->String{
  var result : String = "整合后的字符串為："
  for x in xs{
    result = result + "-" + x  //注意右側是一個類似combine(result,x)函數進行處理 得到整合后的結果給result
  }
  return result
}
let newArray = ["hello","world","say","By","optional"]
jointStringArrayByHyphen(newArray)//輸出"整合后的字符串為：-hello-world-say-By-optional"

3.高潮

在開始寫我們的泛型reduce函數之前，分析函數的輸入輸出以及如何實現：首先該函數將傳入一個泛型類數組，暫且定為[T]；此外函數可自己設定初始值給result，暫且定為U；最后是重中之重：傳入一個閉包作為連接result和數組元素的處理函數，combine(result,x)，不難分析result的類型為T,x是數組xs中的元素，類型為U，返回嘛自然是和result一致的類型嘍。因此combine閉包類型為(U,T)->U。因此代碼這么寫：

//例六：
func myReduce<T,U>(arr:[T],initialValue:U,combine:(U,T)->U)->U{
  var result = initialValue //賦值初始值 類型為U 并且是作為結果值返回的
  for elem in arr{
    result = combine(result,elem)   //注意右側是傳入的閉包 該閉包類型為(U,T)->U,即把上一次的結果值依次和數組元素做拼接處理，該處理可在閉包中實現，取決于你
  }
  return result
}
myReduce(newArray, "整合后的字符串為："){
  result , elem in //注意result ,x 于combine(result,elem)相對應
  return result + "-" + x //注意這里return 其實是可以省略的！
}

不得不說，這個函數還是有點料的，需要細細品味一番。你以為這就結束了嗎，還有落幕呢？

4.落幕

對sum函數進行改寫，使用前面自定義的myReduce函數封裝

func sumUsingReduce(xs:[Int])->Int{
    return myReduce(xs,0){result, x in result + x}
}

注意到省略了return 因為swift會幫你推算要返回什么。簡化的感覺不夠徹底。

func sumUsingReduce(xs:[Int])->Int{
    return myReduce(xs,0,+)
}

閉包僅僅傳入了一個+號，swift推算過程是首先combine閉包有兩個傳入參數result和elem,除此之外別無其他，因此+只能對這兩個參數求和，得到一個結果值x，由于combine函數還需要返回一個結果值，但是思來想去貌似除了x沒有其他可用，因此把x作為閉包結果值返回和result相加。

類似的你可是使用return myReduce(xs,1,*)。

你以為這就結束了嗎？ 現在用reduce來改寫map函數 以及filter函數

func mapUsingReduce<T,U>(xs:[T],f:T->U)->[U]{
    return xs.reduce([]){result,x in result + [f(x)]}//使用了系統API 嘗試用自定義的
}

首先注意到函數傳入的兩個參數以及返回結果值和早前map函數是一模一樣的，關鍵是在主體的實現上!

再來看filter的實現：

filterUsingReduce<T>(xs:[T],check:T->Bool)->[T]{
    return xs.reduce([]){
        return check(x) ? result + [x] : result //使用了系統API 嘗試用自定義的
    }
}

map，filter，reduce 小節至此結束！ 希望對大家有收獲！