Why Coding like this ? ——Map函数揭秘

1.Map函数揭秘

Topic 1:

请用Map函数实现对一个Int类型数组的元素进行2倍放大。

Example:

//例一
let intArray = [1,2,3]
var result = intArray.map{ $0 * 2}  //输出[2,4,6]

why coding like this?

假设让你写一个函数,传入参数为Int类型数组,对数组内每一个元素进行放大2倍操作,然后将处理后的数组作为结果返回。
这不难实现,只需要使用for-in语句遍历数组元素,进行放大处理并保存结果值,最后返回处理后的数组。代码如下:

//例二:
func doubleArrayByTwo(xs:[Int])->[Int]{
  var result :[Int] = []
  
  for x in xs{
    result.append(x * 2)
  }
  return result
}

不妨来试试写的函数:

result = doubleArrayByTwo(intArray) //返回[2,4,6]

看来我们确实实现了对一个数组元素进行放大两倍的函数,那么接下来请实现对每一个数组元素进行一个线性变换(y = ax + b),其中 a = 2 b = 3 。

难度不大,重写一个函数:

//例三:线性变换 y = 2x + 3
func linealMeasureArray(xs:[Int])->[Int]{
  var result :[Int] = []
  
  for x in xs{
    result.append(x * 2 + 3)  //仅仅只是括号中的代码改变了下而已
  }
  return result
}

那么接下来 a = 3 b = 4呢,你开始抓狂,Oh,No!显然每一次a,b值的改变就要重写一个函数绝非明智,考虑到所给命题我们均可以通过for-in语句遍历数组每一个元素,进行f(x)变换即可,因此上述代码我们更改为:

//例四:
func handleIntArray(xs:[Int],f:Int->Int)->[Int]{
  var result :[Int] = []
  
  for x in xs {
    result.append(f(x))
  }
  
  return result
}

值得注意得是,我们除了传入一个xs数组外,还传入了一个f闭包,而这个闭包类型为(Int->Int),接受Int类型数据,经过闭包体内处理后再返回一个Int结果值。更多闭包内容,请点击这里

现在来测试下所写的这个函数是否满足我们要求:

//输出 3 5 7
result = handleIntArray(intArray){
  x in
  return 2 * x + 1      //2 * x + 1 就是闭包的处理体 
}

可能如此写法仍然让人迷惑,因此我决定再简单分解下。首先声明一个函数名位handleClosure的函数,主要作用是对传入的x元素进行2*x+1的线性变换,最后将处理后的结果值返回。现在来调用handleIntArray函数,首先传入intArray数组,接着将handleClosure函数作为一个参数传入,那么在什么时候调用呢? 请看result.append(f(x)) f(x)此时即为handleClosure(x:)函数,而传入的x参数为遍历数组中的元素。一切问题引刃而解!代码如下。

func handleClosure(x:Int)->Int{
  return 2 * x + 1
}
result = handleIntArray(intArray, handleClosure)

新命题:对Int类型数组的每一个元素进行判断,偶数为true,奇数为false,结果数组为[False]

分析:奇偶判断我们通过 x % 2 == 0 语句轻松实现,然后调用handleIntArray即可,遗憾的是闭包的返回参数与我们的不匹配,我们所期望的是返回Bool类型,而闭包中为Int,不得已我们需要重新构建一个

//例五:
func handleBoolArray(xs:[Int],f:Int->Bool)->[Bool]{
  var result :[Bool] = []
  
  for x in xs {
    result.append(f(x))
  }
  
  return result
}

现在我们能够使用func handleIntArray(xs:[Int],f:Int->Int)->[Int]来处理Int类型的数组,使用func handleBoolArray(xs:[Int],f:Int->Bool)->[Bool]来处理Int类型 返回Bool类型,但这都均有局限性。假如下一次是要处理String类型的数组,亦或是Double类型的数组呢?

仔细分析两个handle函数,它们看起来非常相似,唯一的区别就是在传入参数上。这时候我们就要试想了,如何声明一个函数能表示不同类型的参数输入呢? 感谢Swift提供了generics为我们很好的解决了这一难题。现在我们来构建一个函数:

//例六:
func genericComputeArray<U>(xs:[Int],f:Int->U)->[U]{
  var result :[U] = []
  
  for x in xs {
    result.append(f(x))
  }
  
  return result 
}

泛型并不难,注意几点,尖括号<>中的U为类型,而非类,其次类型U是未定的,直到你调用该函数,传入参数为Int类型,U便替换成Int;传入参数为String类型,U便替换成String

更多时候我建议你把genericComputerArray<U>看作是该函数的大家庭family,一个具体的类型U对应一个新函数!该函数传入一个Int类型数组,以及一个闭包(类型为Int->U),返回一个U类型的数组[U]

为了使得函数更通用,尝试稍微修改以上函数来构建我们的map函数:

//例七:
func myMap<T,U>(xs:[T],f:T->U)->[U]{
    var result:[U] = []
    for x in xs{
        result.append(f(x))
    }
    return result
}
myMap(intArray){
  x in x * 2
}//输出 [2,4,6]

至于为什么系统的调用是xxx.map{},其实map函数是作为数组的实例方法存在,遵循了协议实现罢了。好奇的你可以一试。

总结:恭喜你自定义了一个myMap函数,可见系统自带的map函数也并不是那么神秘。 下次带来why coding like this --- filter的实现

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