什么是函數式編程
我們知道面向過程編程，面向對象編程，面向協議編程...大家聽說過面向函數編程嗎？
函數式編程是種編程范式，它將電腦運算視為函數的計算。函數編程語言最重要的基礎是 λ 演算（lambda calculus）。而且λ演算的函數可以接受函數當作輸入（參數）和輸出（返回值）。和指令式編程相比，函數式編程強調函數的計算比指令的執行重要。和過程化編程相比，函數式編程里，函數的計算可隨時調用。
Swift函數式編程 - 函數
- swift語言中的閉包是一段實現獨立功能的代碼塊，和Object-C中的blocks以及其他語言中的lambda表達類似。swift的全局函數是一種特殊形式的閉包.
高階函數
- 我們知道如果我們需要在一個類中調用另外一個類中的函數就要使用這個類作為載體來攜帶函數。現在我們的函數可以傳體函數而不需要類作為載體。函數可以作為參數，返回值。
一等函數
在面向對象編程中類作為一等公民，在面向函數式編程中函數作為一等公民。
函數柯里化
- 函數柯里化是將接受多個參數的函數變成接受單一參數然后返回一個接受余下參數的新函數
函數式思維
- 例子一 從1到10中找到數組里的奇數
func filterOddArray() -> [Int] {
var oddArray: [Int] = []
for i in 0...10 {
if i % 2 == 1 {
oddArray.append(i)
}
}
return oddArray
}
print(filterOddArray())
//打印結果 [1, 3, 5, 7, 9]
- 函數式思維解決，swift已經為我們實現了一些函數來處理這些問題。
let array = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,0]
var oddArray = array.filter{$0 % 2 == 1}
print(oddArray)
//打印結果 [1, 3, 5, 7, 9]
- 我們想來自己實現一個filter函數。我們先看一下它的聲明
public func filter(_ isIncluded: (Element) throws -> Bool) rethrows -> [Element]
- 我們先實現一個簡單版的filter函數，沒有錯誤處理。
extension Array {
func myFilter(_ isIncluded: (Element) -> Bool) -> [Element] {
var filterArray: [Element] = []
for element in self {
if isIncluded(element) {
filterArray.append(element)
}
}
return filterArray
}
}
- 試試能不能work
let array = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,0]
var oddArray = array.myFilter{$0 % 2 == 1}
print(oddArray)
//打印結果 [1, 3, 5, 7, 9]
函數式的寫法更為簡單的原因是放棄了對循環的控制。而使用了函數處理序列。如何處理序列，及循環體里應該寫的代碼，在函數編程中是由一個函數傳入。在計算機底層對語言的實現中，還是使用了循環控制的概念。就如我們寫的那個filter函數。
功能升級，現在我們是求1到10中所有基數的和。直接看如何通過函數式思維來解決吧。
let array = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,0]
let sum = array.myFilter{$0 % 2 == 1}.reduce(0) { (total, num) in total + num
}
print(sum)
//打印結果 25
- 我們實現一下自己的reduce,先看一下定義
public func reduce<Result>(_ initialResult: Result, _ nextPartialResult: (Result, Element) throws -> Result) rethrows -> Result
- 來看看實現
extension Array {
func myReduce<Result>(_ initialResult: Result, _ nextPartialResult: (Result, Element) -> Result) -> Result {
var sum = initialResult
for element in self {
sum = nextPartialResult(sum, element)
}
return sum
}
}
- 使用我們自定義的reduce
let array = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,0]
let sum = array.myFilter{$0 % 2 == 1}.myReduce(0) { (total, num) in total + num
}
print(sum)
//打印結果25
- 關于map, filter, reduce 函數大家可以看下張圖，并自己練習。可以試試它們的實現。
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Swift函數編程中的不變性
- 不變性是函數式編程的基礎，更容易寫出無副作用的函數。
變量和不變量
var mutable //變量
let immutable = 1 //不變量
不可變類
struct Person {
let name: String
}
- 結構體是不可繼承的
- let 聲明實例變量后，變量無法被改變
- struct是值類型，傳遞過程是值傳遞
函數式編程Monad
- 軟件最基本的數據就是各種值
- 處理值的一系列操作，可以封裝成函數。輸入一個值，會得到另一個值。下圖的"(+3)"就是一個函數，對輸入的值加上3，再輸出。
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- 函數很像漏斗，上面進入一個值，下面出來一個值。
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- 函數可以連接起來使用，一個函數接著另一個函數。
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- 函數還可以依次處理數據集合的每個成員。
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- 說完了函數，再來看第二個概念：數據類型（type）。
數據類型就是對值的一種封裝，不僅包括值本身，還包括相關的屬性和方法。下圖就是2的封裝，從此2就不是一個單純的值，而是一種數據類型的實例，只能在數據類型的場景（context）中使用。
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- 2變成數據類型以后，原來的函數就不能用了。因為"(+3)"這個函數是處理值的（簡稱"值函數"），而不是處理數據類型的。
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- 我們需要重新定義一種運算。它接受"值函數"和數據類型的實例作為輸入參數，使用"值函數"處理后，再輸出數據類型的另一個實例。上圖的fmap就代表了這種運算。
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- 我們需要重新定義一種運算。它接受"值函數"和數據類型的實例作為輸入參數，使用"值函數"處理后，再輸出數據類型的另一個實例。上圖的fmap就代表了這種運算。
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- 一個有趣的問題來了。如果我們把函數也封裝成數據類型，會怎樣？
下圖就是把函數"(+3)"封裝成一種數據類型。
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- 這時，就需要再定義一種新的運算。它不是值與值的運算，也不是值與數據類型的運算，而是數據類型與數據類型的運算。
下圖中，兩個數據類型進行運算。首先，取出它們各自的值，一個是函數，一個是數值；然后，使用函數處理數值；最后，將函數的返回結果再封裝進數據類型。
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- 函數可以返回值，當然也可以返回數據類型。
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- 函數可以返回值，當然也可以返回數據類型。
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- 我們需要的是這樣一種函數：它的輸入和輸出都是數據類型。
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- 這樣做的好處是什么？
因為數據類型是帶有運算方法的，如果每一步返回的都是數據類型的實例，我們就可以把它們連接起來。
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- 來看一個實例，系統的I/O提供了用戶的輸入。
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- getLine函數可以將用戶的輸入處理成一個字符串類型（STR）的實例。
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- readfile函數接受STR實例當作文件名，返回一個文件類型的實例。
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- putStrLn函數將文件內容輸出。
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- 當然這只是一些概念，作為初學者，我也不是太明白，接下來我會通過一些列子，去貫穿這些概念。
