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swift、函数式编程与 ( ) -> ( )

2014-10-15 17:50 sunnyxx

我是前言


() -> ()不是什么表情符号,而是一种高度抽象的编程范式,它表示了一个函数式的编程思想,即的变化过程。本文将从swift语言入手分析,元组,函数,闭包等的设计对它进行解释,并阐释swift语言设计的大局观。随后分享一个Reactive Cocoa作者的Talk中的编程思想。


编程的核心

编程的无非两件事,数据运算。放在计算机硬件,是内存和CPU; 放在C语言,是结构体和函数(基本类型本质上就是一个只有一个字段的结构体); 放在面向对象的语言,是类和消息; 放在函数式语言,就是值和函数了
如果用()表示数据,->表示运算,也是醉了


从Swift说起


->表示运算过程

熟悉swift的同学肯定能联想到swift中函数的表示方法
func foo(number: Int) -> Int {
return 1
}
let f = foo // f的类型为 (Int) -> Int
把参数通通去掉之后就成了() -> ()
func foo () -> () {
// ...
}
像好多吐槽swift语法的人一样,起初我也不理解为什么用这么个奇葩的->来表示返回值,其实它并非表示返回值,而是表示运算过程,从入参到返回值的过程。按这个思路来看,把返回值写在函数声明前面倒是有点说不通了。


元组表示所有的值


再来说说这个(),在swift里面表示元组(tuple),值得一提的是,swift里面任何值都是一个tuple,且一共有三种Tuple:
0-Tuple表示空值,也就是Void (Void是()的别名)
1-Tuple表示任意一个类型的实例(Int、String、对象、枚举等等),也就是说Int其实是一个(Int)String是一个(String),以此类推,所以有下面的写法:
var i: Int = 1
i.0.0.0.0.0.0 // 1
var a = ["A", "B", "C"]
a.0.0.0.0.0.0 // ["A", "B", "C"]
N-Tuple表示两个以上值的组合,如(2, "B")


func是一种特殊的block


一开始我认为block是一种特殊的func,后来发现反过来理解更加合理。
class Foo {
func bar(i: Int) {
// ...
}
}
var f = Foo.bar
其中f的类型为Foo -> (Int) -> (),用括号结合一下更好理解:Foo -> (Int -> ()),外层传入一个Foo的实例,返回值是一个(Int) -> ()的函数
知道这一点,上面的方法用一个block也能轻松搞定:
var bar = {(f: Foo) -> (Int) -> () in
return {(i: Int) in
// ...
}
}
所以说,一个func只是在一个class(或struct、enum)作用域中一个特殊的block罢了,隐式的被传入了第一层的self参数而已。再多想一步,假如外部有一个全局变量,在func中是可以访问,多么像block的捕获外部变量呢。


swift函数式世界观


讲到这儿,swift中的数据+运算就可以被抽象成:() -> ()了,一切结构、函数、block,各种调用,本质上都可以被归纳成从一个元组经过运算得到另一个元组的过程,这不就是函数式编程么。 当然,这个思想也不孤单,java script中也用=>来表示相同的概念


Reactive Cocoa作者谈未来


说完了swift,再来说Reactive CocoaRAC可以说是对objc语言和runtime机制使用最深刻的开源库之一了,可见作者对水平。他的《The Future of Reactive Cocoa》的Talk很有趣,pdf可以从这个git地址下载
他把函数式编程中的Event分成:
Observer(Push): Event -> ()
Obserable(Push): (Event -> ()) -> ()
Enumerator(Pull): () -> Event
Enumerable(Pull): () -> (() -> Event)
先不说具体含义,这个抽象范式的表示方法就与上面提到一致。熟悉RAC的同学将会对上面精简的概括叫绝。 拿第二个,Obserable来说,这就是RAC中的RACSignal,后面的范式表示这个Event可以串联起来(当返回值的也是一个同样结构的函数时): (Event1 -> ()) -> (Event2 -> ()) ->...-> (EventN -> ()) -> ()


不寻常意义的Enumerator


这里的Enumerator不是通常意义上的for-in语句中使用的枚举器,而是代表了一种延时计算的思想:不到最后一刻,这个值一直不被计算出来,向它套用的函数也都将延时到最后才依次计算。其实swift在语言基本库中就实现了它,名为LazyBidirectionalCollection,如一个字典:
var dict = ["A": 1, "B": 2]
var generator = dict.keys.map({$0.lowercaseString}).generate()
generator.next()! // "b" (这里进行一次计算)
generator.next()! // "a" (这里进行后一次计算)


跑题了,往回拉拉


()表示任意的值->表示运算过程所以() -> ()表示一个任意的函数
函数作为一等公民,可以作为值进行传递,所以上面的范式中的值也可以是函数,于是衍生出(() -> ()) -> ()() -> (() -> ())
这就是函数式编程


Reference
https://medium.com/swift-programming/facets-of-swift-part-2-tuples-4bfe58d21abf https://github.com/jspahrsummers/the-future-of-reactivecocoa

 
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