如函数式编程--酷壳 总结,
函数式编程的三大特性;
- 数据不可变性
- 函数作为一等公民(函数可以像变量一样来创建/修改/传递 等)
- 尾递归优化(重用stack,减轻栈的压力)
函数式编程用到的几个技术:
函数式编程的理念:把函数当成变量来用,关注于描述问题而不是怎么实现(这样可以让代码更易读)
下面详细探讨 Map、Reduce、Filter,这三种操作可以非常方便灵活地对一些数据进行处理,而不是大量使用for循环
(有的也把Reduce称为fold;比较早期且经典的函数式语言有OCaml, Lisp,Haskell等)
其实恰好对应PHP中的array_map()、array_reduce()、array_filter()
Map
如 有这样一个人名的集合["ZhangSan","lisi","WANGWU"],有大写有小写,将其全部转为大写,
Go语言版本
对于传统方式,对切片进行循环,在循环中进行处理即可:
func UpperSli(arr []string) (newArr []string) { for _, item := range arr { newArr = append(newArr, strings.ToUpper(item)) } return } func main() { arr := []string{"ZhangSan","lisi","WANGWU"} newArr := UpperSli(arr) fmt.Printf("%v\n", newArr) //[ZHANGSAN LISI WANGWU] }
“在函数式编程中,不应该用循环迭代的方式,而该用更为高级的方法”
使用函数式编程的写法:
func MapStrUpper(arr []string, fn func(s string) string) []string { var newArray []string for _, it := range arr { newArray = append(newArray, fn(it)) } return newArray } func main() { var list = []string{"ZhangSan","lisi","WANGWU"} x := MapStrUpper(list, func(s string) string { return strings.ToUpper(s) }) fmt.Printf("%v\n", x) //[ZHANGSAN LISI WANGWU] }
“这样的代码很易读,因为,代码是在描述要干什么,而不是怎么干”
PHP版本
<?php $arr = ["ZhangSan", "lisi", "WANGWU"]; var_export($arr); $newArr = []; foreach ($arr as $val) { $newVal = strtoupper($val); array_push($newArr, $newVal); } var_export($newArr);
使用函数式编程的写法:
array_map() 函数可将用户自定义的函数作用到数组中的每个值上,并返回用户自定义函数作用后的带有新值的数组。
可以传递多个数组,回调函数接受的参数数目应该和传递给 array_map() 函数的数组数目一致。
<?php $arr = ["ZhangSan", "lisi", "WANGWU"]; var_export($arr); $newArr = array_map(function ($val1) { return strtoupper($val1); }, $arr); var_export($newArr);
Rust版本
传统方式,对数组进行循环,在循环中进行处理:
fn main() { let arr: [String;3] = ["ZhangSan".to_string(),"lisi".to_string(),"WANGWU".to_string()]; println!("{:?}",arr); let mut new_arr: [String;3] = ["".to_string(),"".to_string(),"".to_string()]; // for i in arr.iter() { // println!("值为 : {}", i); // } for index in 0..3 { println!("index is: {} & value is : {}",index,arr[index]); new_arr[index] = arr[index].to_ascii_uppercase(); } println!("{:?}",new_arr); }
输出:
["ZhangSan", "lisi", "WANGWU"] // 值为 : ZhangSan // 值为 : lisi // 值为 : WANGWU index is: 0 & value is : ZhangSan index is: 1 & value is : lisi index is: 2 & value is : WANGWU ["ZHANGSAN", "LISI", "WANGWU"]
麻雀虽小,却涉及到
关于rust:如何打印结构和数组? {:?}
函数式编程的方式:
fn main() { let arr: [String; 3] = ["ZhangSan".to_string(), "lisi".to_string(), "WANGWU".to_string()]; println!("{:?}", arr); let new_arr: [String; 3] = arr.iter() .map(|s| s.to_ascii_uppercase()) .collect::<Vec<String>>() .try_into() .unwrap_or_else(|_| panic!("转换失败")); println!("{:?}", new_arr); }
这段代码主要使用了iter()
、map()
和collect()
方法
- 首先,创建了一个与之前相同的包含三个字符串的数组
arr
。 - 使用
iter()
方法创建一个数组的迭代器。 - 使用
map()
方法对迭代器中的每个元素进行转换操作。这里使用了一个闭包|s| s.to_ascii_uppercase()
,它将每个字符串转换为大写形式。 - 使用
collect()
方法将转换后的结果收集到一个Vec<String>
中。 - 使用
try_into()
方法将Vec<String>
转换为[String; 3]
类型的新数组new_arr
。这里使用了try_into()
,它尝试将Vec<String>
转换为[String; 3]
,如果转换失败则会返回一个错误。 - 最后,使用
println!("{:?}", new_arr)
打印新数组new_arr
的内容。
这种重构后的代码更加函数式和简洁,通过方法链式调用和闭包的组合,实现了对原始数组的转换。
Reduce
map()是将传入的函数依次作用到序列的每个元素,每个元素都是独自被函数“作用”一次; reduce()是将传入的函数作用在序列的第一个元素得到结果后,把这个结果继续与下一个元素作用(累积计算)
reduce()方法是对数组的遍历,返回一个单个返回值
如 有一个数字集合[1,4,7,2,8],计算其和
会把上一次迭代返回的结果存起来,带到下一次迭代中,使用reduce方法可以很容易的计算数组累加,累乘
Go语言版本
package main import "fmt" func Reduce(arr []int, fn func(s int) int) int { sum := 0 for _, it := range arr { sum += fn(it) } return sum } func main() { var list = []int{1,4,7,2,8} x := Reduce(list, func(s int) int { return s }) fmt.Printf("%v\n", x) // 22 }
PHP版本
<?php function sum($carry, $item) { var_dump($carry, $item); $carry += $item; echo "\n"; return $carry; } $a = array(1, 4, 7, 2, 8); $sum = array_reduce($a, 'sum', 0); echo $sum;
输出为:
int(0) int(1) int(1) int(4) int(5) int(7) int(12) int(2) int(14) int(8) 22
更多参考
[JS中的Array.reduce()方法](www.cnblogs.com/steamed-twi… "JS中的Array.reduce( "JS中的Array.reduce()方法")方法")
Rust版本
fn reduce<T, F>(arr: &[T], f: F) -> T where T: std::ops::Add<Output = T> + Copy + Default, F: Fn(T) -> T, { arr.iter().fold(T::default(), |acc, &item| acc + f(item)) } fn main() { let list = vec![1, 4, 7, 2, 8]; let x = reduce(&list, |s| s); println!("{:?}", x); // 输出:22 }
这段代码实现了一个通用的归约函数 reduce
,它接受一个泛型切片 arr
和一个泛型函数 f
,并返回一个泛型类型 T
。
reduce
函数使用了泛型类型参数T
和F
。T
代表归约结果的类型,F
代表传入的函数的类型。- 在函数签名的
where
子句中,我们对类型参数T
进行了约束条件:
T: std::ops::Add<Output = T>
:要求类型T
实现了std::ops::Add
trait,这允许我们对类型T
的值进行加法操作,并得到类型T
的结果。T: Copy
:要求类型T
实现了Copy
trait,这允许我们对类型T
进行复制操作,以避免所有权转移的问题。T: Default
:要求类型T
实现了Default
trait,这允许我们使用T::default()
获取类型T
的默认值。
- 函数体内部使用
arr.iter().fold()
方法进行归约操作。iter()
方法用于创建切片arr
的迭代器,fold()
方法接受一个初始值T::default()
和一个闭包作为参数。闭包中的acc
是归约过程中的累加器,item
是切片中的每个元素。在闭包中,我们对累加器acc
和传入闭包函数f
处理后的元素f(item)
执行加法操作,并将结果作为新的累加器返回。
在 main
函数中,我们定义了一个整数切片 list
,其中包含了一些整数。
然后,我们调用了 reduce
函数,将整数切片 &list
和一个匿名闭包作为参数传入。这个匿名闭包的功能很简单,它只是返回传入的整数本身。
reduce
函数会对整数切片中的每个元素应用传入的匿名闭包,并将所有元素的结果进行累加。最后,将归约结果打印出来。
在这个例子中,整数切片中的元素分别为 1、4、7、2 和 8,对应的应用函数的结果也分别为 1、4、7、2 和 8。因此,最终的归约结果为 1 + 4 + 7 + 2 + 8 = 22。代码通过调用 println!
打印出结果 22
。
Filter
Filter 重点在于过滤(而不是新增)某个元素
如 有一个数字集合[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10],筛选出哪些是奇数,哪些大于 5
Go 版本
package main import "fmt" func Filter(arr []int, fn func(n int) bool) []int { var newArray []int for _, it := range arr { if fn(it) { newArray = append(newArray, it) } } return newArray } func main() { var intset = []int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10} out := Filter(intset, func(n int) bool { return n%2 == 1 }) fmt.Printf("%v\n", out) //[1 3 5 7 9] out = Filter(intset, func(n int) bool { return n > 5 }) fmt.Printf("%v\n", out) //[6 7 8 9 10] }
这段代码是一个示例程序,展示了在 Go 语言中使用函数式编程风格的过滤功能。
首先,定义了一个名为 Filter
的函数,它接受一个整数切片 arr
和一个函数 fn
作为参数,返回一个新的整数切片。Filter
函数的作用是根据传入的函数 fn
对整数切片 arr
中的元素进行过滤,并返回符合条件的元素组成的新切片。
在 main
函数中,创建了一个整数切片 intset
,其中包含了 1 到 10 的整数。
接下来,通过调用 Filter
函数进行过滤操作。第一次调用 Filter
,传入的函数是一个匿名函数 func(n int) bool { return n%2 == 1 }
,它的作用是判断一个整数是否为奇数。经过过滤,返回的结果是一个新的整数切片,其中包含原始切片中所有奇数值的元素。该结果通过 fmt.Printf
函数打印输出。
第二次调用 Filter
,传入的函数是另一个匿名函数 func(n int) bool { return n > 5 }
,它的作用是判断一个整数是否大于 5。经过过滤,返回的结果是一个新的整数切片,其中包含原始切片中所有大于 5 的元素。同样地,该结果也通过 fmt.Printf
函数打印输出。
以上这段代码展示了如何使用函数作为参数,实现对整数切片的过滤操作,并打印输出过滤后的结果。第一次过滤输出奇数,第二次过滤输出大于 5 的数。
PHP 版本
<?php $arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]; $newArr = array_filter($arr, function ($val) { return $val % 2 == 1; }); //返回结果 var_export($newArr); $newArr = array_filter($arr, function ($val) { return $val > 5; }); //返回结果 var_export($newArr);
输出:
array ( 0 => 1, 2 => 3, 4 => 5, 6 => 7, 8 => 9, ) array ( 5 => 6, 6 => 7, 7 => 8, 8 => 9, 9 => 10, )
Rust 版本
fn main() { let intset = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]; let out: Vec<i32> = filter(&intset, |&n| n % 2 == 1); println!("{:?}", out); // [1, 3, 5, 7, 9] let out: Vec<i32> = filter(&intset, |&n| n > 5); println!("{:?}", out); // [6, 7, 8, 9, 10] } fn filter<F>(arr: &[i32], predicate: F) -> Vec<i32> where F: Fn(&i32) -> bool, { arr.iter().cloned().filter(predicate).collect() }
可以借助 Rust 的函数式编程特性,如闭包和迭代器
以上定义了一个 filter 函数,它接受一个整数切片 arr 和一个闭包 predicate 作为参数,并返回一个符合条件的整数切片。
在 main 函数中,创建了一个整数向量 intset,其中包含了 1 到 10 的整数。
通过调用 filter 函数,传入了一个匿名闭包作为 predicate 参数。这个闭包接受一个整数引用 &n,并返回一个布尔值,表示是否满足过滤条件。
filter 函数通过使用迭代器方法链式调用的方式,对整数切片 arr 进行过滤。首先,使用 iter() 方法创建切片的迭代器,然后使用 cloned() 方法将整数引用转换为整数值的克隆。最后,使用 filter() 方法,传入闭包 predicate 进行过滤操作。
过滤后的结果是一个迭代器,使用 collect() 方法将迭代器的元素收集到一个新的整数向量 Vec 中。
最后,使用 println! 打印出过滤后的结果。
整个重构后的代码保留了函数式编程的风格,使用闭包和迭代器实现了类似的过滤功能。第一次过滤输出奇数,第二次过滤输出大于 5 的数。
array_filter() 重点在于过滤(而不是新增)某个元素,当你处理到一个元素时,返回过滤后的数组
array_map() 重点在于遍历一个数组或多个数组的元素,返回一个新的数组
array_walk() 重点在于遍历数组进行某种操作
array_filter() 和 array_walk()对一个数组进行操作,数组参数在前,函数参数在后
array_map() 可以处理多个数组,因此函数参数在前,数组参数在后,可以根据实际情况放入多个数组参数