swift 泛型

/**

// 泛型

接受其它函数作为参数的函数有时被称为高阶函数。

Swift 标准库
中作用于数组的高阶函数中漫游。Swift
泛型,展示如复杂计算运用于数组

*/

/*

顶层函数和扩展

写一个函数,它接受一个给定的整型数组,通过计算得到并返回一个新数组,新

数组各项为原数组中对应的整型数据加一。这一切,仅仅只需要使用一个 for
循环就能非常容 易地实现

*/

func incrementArray(xs:[Int]) -> [Int] {

var result: [Int] = []

for x in xs {

result.append(x +
1) }

return result

}

/**

*/

func doubleArray1(xs:[Int]) -> [Int] {

var result: [Int] = []

for x in xs {

result.append(x *
2) }

return result

}

var tmpArray = doubleArray1([1,2,3,4])

/// 两个函数有大量相同的代码,我们能不能将没有区别的地方抽象出来,并单独写一个体现这

// 种模式且更通用的函数

func computeIntArray(xs: [Int], transform:
Int -> Int ) -> [Int] {

var result: [Int] = []

for x in xs {

result.append(transform(x))

}

return result

}

/**

* 现在,取决于我们想如何根据原数组得到一个新数组,我们可以向函数传递不同的参数。

doubleArray 函数和 incrementArray
函数都精简为了一行调用 computeIntArray
的语句:

*/

func doubleArray2(xs:[Int]) -> [Int] {

return
computeIntArray(xs) {

x in x * 2

}

}

func computeBoolArray(xs: [Int], transform:
Int -> Bool) -> [Bool] {

var result: [Bool] = []

for x in xs {

result . append(transform(x))

}

return result

}

func isEvenArray(xs: [Int ]) -> [Bool] {

return computeBoolArray(xs) { x
in x % 2 ==
0}

}

/**

* 这个方案的扩展性并不好。如果接下来需要计算 String
类型呢?

是否还需要定义另
一个高阶函数来接受 Int -> String
类型的参数

解决方案:使用泛型

genericComputeArray<T>
理解为一个函数族,类型参数 T
的每个选择都会确定一个新函数

该函数接受一个整型数组和一个 Int -> T类型的函数作为参数,并返回一个[T]类型的数组

*/

func genericComputeArray<T>(xs: [Int], transform:
Int -> T) -> [T] {

var result: [T] = []

for x in xs {

result.append(transform(x))

}

return result

}

/**

进一步将这个函数一般化。没有理由让它仅能对类型为 [Int]
的输入数组进行处理

将数组类型进行抽象,能得到下面这样的类型签名

写了一个 map
函数,它在两个维度都是通用的:对于任何 Element
的数组和 transform: Element -> T
函数,它都会生成一个 T
的新数组。

这个 map
函数甚至比我们之前 看到的 genericComputeArray
函数更通用。

*/

func map<Element,T>(xs:[Element],transform:Element ->T)->[T]{

var result :[T] = []

for x in xs{

result.append(transform(x))

}

return result

}

/**

* 事实上,可以通过 map
来定义 genericComputeArray:

*/

func genericComputeArray2<T>(xs: [Int], transform:
Int -> T) -> [T] {

return map(xs, transform: transform)

}

// 按照 Swift
的惯例将 map 定义为 Array
的扩展会更合
适

extension Array {

func map<T>(transform:
Element -> T) -> [T] {

var result: [T] = []

for x in
self {

result . append(transform(x)) }

return result

}

}

/**

map(xs, transform) 的替代,我们现在可以通过 xs.map(transform)
来调用 Array的map
函数

定义 map
函数,它已经是 Swift
标准库的
一部分了(实际上,它基于 SequenceType
协议被定义)。

map 的定义中并
没有什么复杂难懂的魔法 ,能够轻松地自己定义它

*/

func genericComputeArray_<T>(xs: [Int], transform:
Int -> T) -> [T] {

return xs.map(transform)

}

var mapArray =
genericComputeArray_(tmpArray) {

x in x

}

// Filter

let exampleFiles = ["README.md",
"HelloWorld.swift", "FlappyBird.swift"]

func getSwiftFiles( files: [String]) -> [String] {

var result: [String] = []

for file in files {

if file .hasSuffix(".md") {

result . append(file)

}

}

return result

}

getSwiftFiles(exampleFiles)

// MARK: - 想查找没有扩展名的所有文
件,或者是名字以字符串 "Hello"
开头的文件

// 为了进行一个这样的查找,我们可以定义一个名为 filter
的通用型函数。就像之前看到的 map
那样, lter 函数接受一个函数作为参数。 filter
函数的类型是 Element -> Bool ——
对于数 组中的所有元素,此函数都会判定它是否应该被包含在结果中

// 就像 map
一样,Swift 标准库中的数组类型已经有定义好的filter
函数了。所以除非是作为练

//习,否则并没有必要重写它

extension Array {

func filter (includeElement:
Element -> Bool) -> [Element] {

var result: [Element] = []

for x in
self where includeElement(x) {

result . append(x)

}

return result

}

}

func getSwiftFiles2( files: [String]) -> [String] {

return files.filter {

file in file .hasSuffix(".swift")

}

}

getSwiftFiles2(exampleFiles)

// Reduce

/**

下面函数有什么共同：

它们都将变量 result 初始化为某个值。随后对输入数组 xs
的每一项 进行遍历,最后以某种方式更新结果。

*/

func sum(xs: [Int]) ->
Int {

var result: Int =
0

for x in xs {

result += x

}

return result

}

func product(xs:[Int]) ->
Int {

var result: Int =
1

for x in xs {

result = x * result

}

return result

}

/**

想要连接数组中的所有字符串

*/

func concatenate(xs: [String]) ->
String {

var result: String =
""

for x in xs {

result += x

}

return result

}

func prettyPrintArray(xs: [String]) ->
String {

var result:
String =
"Entries in the array xs:\n"

for x in xs {

result = " " + result + x +
"\n"

}

return result

}

/**

* 为了定义一个可以体现所需类型的泛型函数,需要
对两份信息进行抽象:赋给 result
变量的初始值,和用于在每一次循环中更新 result
的函数

这个函数的泛型体现在两个方面:对于任意 [Element]
类型的输入数组来说,它会计算一个类
型为 T
的返回值。这么做的前提是,首先需要一个 T
类型的初始值 (赋给 result
变量),以及一
个用于更新 for
循环中变量值的函数 combine: (T, Element) -> T。在一些像 OCaml
和 Haskell
一样的函数式语言中,reduce
函数被称为 fold 或 fold_left

*/

extension Array {

func reduce<T>(initial:
T, combine: (T,
Element) -> T) ->
T {

var result = initial

for x in
self {

result = combine(result, x)

}

return result

}

}

// 用 reduce
来定义上面的函数

func sumUsingReduce(xs: [Int]) ->
Int {

return xs.reduce(0) { result, x
in result + x }

}

// 除了写一个闭包,也可以将运算符作为最后一个参数,这使得代码更短

//自定义 reduce
仅仅只是为了练习,Swift
的标准库已经为数组提供了 reduce
函数

func productUsingReduce(xs: [Int]) ->
Int {

return xs.reduce(1, combine: *)

}

func concatUsingReduce(xs: [String]) ->
String {

return xs.reduce("", combine: +)

}

/**

假设有一个数组,它的每一项都是数组,而
我们想将它展开为一个单一数组。

可以使用 for
循环编写一个函数

*/

func atten<T>(xss: [[T]]) -> [T] {

var result: [T] = []

for xs in xss {

result += xs

}

return result

}

// 然而,若使用 reduce
则可以像下面这样编写这个函数

func attenUsingReduce<T>(xss: [[T]]) -> [T] {

return xss.reduce([]) { result, xs
in result + xs }

}

//实际上,我们甚至可以使用 reduce
重新定义 map
和 filter

extension Array {

func mapUsingReduce<T>(transform:
Element -> T) -> [T] {

return reduce([]) {

result, x in
return result + [transform(x)]

}

}

func filterUsingReduce(includeElement:
Element -> Bool) -> [Element] {
return reduce([]) {

result, x in
return includeElement(x) ? result + [x]:result

}

}

}

// 实际运用

struct City {

let name: String

let population:
Int

}

let paris = City(name:
"Paris", population:
2241)

let madrid = City(name:
"Madrid", population:
3165)

let amsterdam = City(name:
"Amsterdam", population:
827)

let berlin = City(name:
"Berlin", population:
3562)

let cities = [paris,
madrid, amsterdam,
berlin]

// 想筛选出居⺠数量至少一百万的城市,并打印一份这些城市的名字及总人口数的

//列表。我们可以定义一个辅助函数来换算居⺠数量

extension City {

func cityByScalingPopulation() ->
City {

return City(name:
name, population:
population * 1000)

}

}

/**

* 首先将居⺠数量少于一百万的城市过滤掉。

然后将剩下的结果通过 cityByScalingPopulation
函数进行 map
操作。

最后,使用 reduce
函数来构建一个包含城市 名字和人口数量列表的 String。

这里使用了 Swift
标准库中 Array 类型的 map、filter
和 reduce
定义。

于是,可以顺利地链式使用过滤和映射的结果。表达式 cities . filter (..)
的结果是一个数组,

对其调用 map;然后这个返回值调用 reduce
即可得到最终结果

*/

cities .filter { $0.population >
1000 }

.map { $0.cityByScalingPopulation() }

.reduce("City: Population") {

result, c in

return result +
"\n" + "\(c.name):
\(c.population)"

}

/**

*

泛型和 Any
类型

Swift 还支持 Any
类型,它能代表任何类型的值。从表面上看,这好像和泛型极其

相似。Any
类型和泛型两者都能用于定义接受两个不同类型参数的函数。然而,理解两者之间
的区别至关重要:泛型可以用于定义灵活的函数,类型检查仍然由编译器负责;而
Any 类型则 可以避开 Swift
的类型系统 (所以应该尽可能避免使用)

*/

//构想一个函数,除了返回它的参数,其它什么也不做。如果使

//用泛型,我们可能写为下面这样:

/**

noOp 和 noOpAny
两者都将接受任意参数。关键的区别在于我们所知道的返回值。在 noOp
的 定义中,我们可以清楚地看到返回值和输入值完全一样。而 noOpAny
的例子则不太一样,返回
值是任意类型 — 甚至可以是和原来的输入值不同的类型。

*/

func noOp<T>(x: T) ->
T {

return x

}

//而使用 Any
类型,则可能写为这样:

func noOpAny(x: Any) ->
Any {

return x

}

//给出一个 noOpAny
的错误
定义

//使用 Any
类型可以避开 Swift 的类型系统。然而,尝试将使用泛型定义的 noOp
函数返回值设 为 0
将会导致类型错误

func noOpAnyWrong(x:
Any) -> Any {

return
0

}

/**

* 我们需要得到的是一个 A -> C
类型的函数。由于我们并不知道其它任何有关 C
的信息,所以暂
时没有能够返回的值。如果知道 C
是像 Int 或者 Bool
这样的具体类型的话,我们就可以返回一
个该类型的值,例如分别返回 5
或 True。然而函数必须能处理任意类型的 C,所以我们不能轻率地返回具体值。在 >>>
运算符的参数中,只有 g: B -> C
函数提及了类型 C。因此,将 B
类型 的值传递给函数 g
是我们能够触及类型 C 的唯一途径。

同样,要得到一个 B
类型值的唯一方法是将类型为 A
的值传递给 f。类型为 A
的值唯一出现的 地方是在我们运算符要求返回的函数的输入参数里。因此,函数组合的定义只有这唯一一种可
能,才能满足所要求的泛型类型。

*/

infix operator >>> {
associativity left }

func >>> <A, B, C>(f:
A -> B, g:
B -> C) ->
A -> C {

return { x in g(f(x))

}

}

//可以用相同的方式定义一个泛型函数,该函数能够将任意的接受两个元素的元组作为输入
的函数进行柯里化 (curry)
处理,从而生成相应的柯里化版本

func curry<A,B,C>(f: (A,B)->C)->A->B->C{

return { x in { y
in f(x, y)}

}

}