闭包介绍
Swift一大特性便是使用简洁的头等函数/闭包语法代替了复杂的blocks语法。希望我们在Swift中不再需要像fuckingblocksyntax中所描述的语法。(译者注:头等函数-即可将函数当作参数传递给其他的函数,或从其他的函数里返回出值,并且可以将他们设定为变量,或者将他们存储在数据结构中)
闭包是自包含的blocks,它能在代码中传递和使用。
本文我们将重点介绍匿名定义的闭包(如:定义成内联的且不具名)也称匿名闭包。我们能够将其作为参数传递给其他函数/方法或者将其作为返回值。闭包是极其强大的语言特性,它能够使我们编写程序的时候更快,更容易,更少出错。
Blocks/闭包(同一概念的不同命名)在Cocoa和Cocoa Touch中广泛使用,是iOS 框架的核心。
让我们来看一些闭包例子以及它们为什么如此有用:
假设我们需要两个函数,其中一个计算两个数的平方的平均值,另一个计算两个数的立方的平均值,传统的解决方法会是这样:
func square(a:Float) -> Float { return a * a } func cube(a:Float) -> Float { return a * a * a } func averageSumOfSquares(a:Float,b:Float) -> Float { return (square(a) + square(b)) / 2.0 } func averageSumOfCubes(a:Float,b:Float) -> Float { return (cube(a) + cube(b)) / 2.0 }
我们注意到averageSumOfSquares和averageSumOfCubes的唯一不同只是分别调用平方函数或立方函数。如果我能够定义一个通用函数,这个函数以两个数和一个使用这两个数的函数作为参数,来计算平均值而不是重复调用将会非常好,我们可以使用闭包作为函数参数
func averageOfFunction(a:Float,b:Float,f:(Float -> Float)) -> Float { return (f(a) + f(b)) / 2 } averageOfFunction(3, 4, square) averageOfFunction(3, 4, cube)
这里我们使用了命名闭包,我们也可以使用闭包表达式定义一个没有名称的内联闭包。
在Swift中有很多种定义闭包表达式的方法,这里从最啰嗦的开始讲到最简洁的为止:
averageOfFunction(3, 4, {(x: Float) -> Float in return x * x})
(x: Float) -> Float 是闭包的类型(接收一个float参数,返回一个float值), return x * x 为实现,关键字in为代码头,实现跟在in后面,让我们简化一下。
首先我们忽略类型声明,因为类型能够从averageOfFunction声明中推断出来(编译器能够推断出averageOfFunction期望传入作为参数的函数需要接收一个float值,然后返回另一个float值)
averageOfFunction(3, 4, {x in return x * x})
我们还可以忽略return语句
averageOfFunction(3, 4, {x in x * x})
最后我们还可以忽略指定参数名,使用默认参数名$0(如果函数接收多个参数,使用$K作为第K-1个参数,如$0,$1,$2......)
averageOfFunction(3, 4, {$0 * $0})
接下部分,我们都使用最后这种闭包表达式,实际编码中如果要求清晰明了,建议使用命名闭包。
把闭包作为参数传递而非重复代码,这个编程技术极大的提升了代码的表达性,避免了代码引用和拷贝粘贴所带来的错误。
数组操作
Swift的标准数组支持三个高阶函数:map,filter和reduce。Objective-C的NSArray没有实现这些方法,但是开源社区 弥补 了 这个 不足
Map
map用于将每个数组元素通过某个方法进行转换。
[ x1, x2, ... , xn].map(f) ->[f(x1), f(x2), ... , f(xn)]
我们用一个Int类型数组存储商品金额,想把每个金额后面添加一个字符“?”,把数组转成字符串数组
[10,20,45,32] -> ["10?","20?","45?","32?"]
最笨的办法-创建一个空数组,遍历和转换原数组的每个元素,然后把转换结果添加到空数组里:
var stringsArray : [String] = [] //Note that we have to specify the type of the array or else we‘ll get an type error for money in moneyArray { stringsArray += "\(money)$" }
转换原数组元素并由此得到一个新数组的操作很普遍,我们可以用一个方法:map 来做这个事
在Swift中,map被声明成Array类的命名方法:
func map(transform: (T) -> U) -> U[]
这个方法以一个命名函数transform作为参数,transform负责把元素类型T转成类型U并返回一个类型U的数组。
在上面的事例中,T为Int,U为String,作为转换函数传给map的是一个把Int转成String
stringsArray = moneyArray.map({"($0)?"})
{"($0)?"}就是一个闭包,它把金额转成字符并在尾部添加一个字符?
带命名参数:
stringsArray = moneyArray.map({money in "(money)?"})
如果看不明白,那可能是你不熟悉字符串插值,下而截取出文档的小部分内容:
字符串插值是一种构造新字符串的方法,它把常量,变量和表达式组合构造出一个新字符串,每一个要插入字符串的项都需要以反斜杠()开头并包裹在一对圆括号里。
Filter
filter用于选择数组元素中满足某种条件的元素。
使用前面金额的例子,筛选出金额大于30元素,结果应该是[45,32]
再看一下传统实现:
var filteredArray : [Int] = [] for money in moneyArray { if (money > 30) { filteredArray += [money] } }
我们惟一感兴趣的是money > 30,下面使用filter来定义同样的逻辑。
Swift中filter在Array类中的定义为:
filter(includeElement: (T) -> Bool) -> T[]
以返回true或false的函数includeElement作为参数,对原数组元素调用includeElement时,只有返回true的元素会通过筛选
对数组筛选,我们只需使用
filteredArray = moneyArray.filter({$0 > 30})
{$0 > 30}为筛选闭包,我们忽略了参数名而使用默认参数$0,返回类型隐式推断为Bool
Reduce
reduce方法把数组元素组合计算为一个值。
我们使用上面例子计算数组元素的和,结果应该为107(10 + 20 + 45 + 32)
传统实现:
var sum = 0 for money in moneyArray { sum = sum + money }
再看看数字相乘
var product = 1 for money in moneyArray { product = product * money }
这两个惟一不同的是计算的初始值(sum为0,product为1)和计算操作符(sum为+,product为*)
Reduce便可用于快速完成这类操作,通过指定一个初始值和一个组合元素的方法
Swift中reduct在Array类中的定义为
reduce(initial: U, combine: (U, T) -> U) -> U
接收两个参数,一个为类型U的初始值,另一个为把类型为U的元素和类型为T的元素组合成一个类型为U的值的函数。最终结果整个数组就变成了一个类型为U的值。
在事例中U和T是Int,初始值是0,combine函数计算两个Int之和
和计算改写成:
sum = moneyArray.reduce(0,{$0 + $1})
Swift中操作符可用着函数,可简化成:
sum = moneyArray.reduce(0,+)
Reduce可能是三个高阶函数中最难理解的一个。 需要注意的是combine函数的两参数类型不同,$0为计算结果类型,$1为数组元素类型。
另一点需要说明的是数据比较大的时候,高阶函数会比传统实现更快,因为它可以并行执行(如运行在多核上),除非真的需要更高定制版本的map,reduce和filter,否则可以一直使用它们以获得更快的执行速度。
我确信当你使用map,filter,reduct的代码质量会更好。但也需要在合适的场景中使用它们,不要指望用它们来解决任何问题。没有放之四海而皆准的真理。
下面这些闭包问题作为练习
1.编写一个方法applyTwice(f:(Float -> Float),x:Float) -> Float,以函数f和float值x作为参数,然后用x参数调用f两次。如f(f(x))
2.编写一个方法applyKTimes(f:(Float -> Float),x:Float) -> Float,以函数f和float值x作为参数,然后用x参数调用f k次。
3.使用applyKTimes实现x的k次方
4.给定一个User类数组,类包含属性name:String和age:Int,用map函数返回一个用户name组成的字符串数组
5.给定一个Dictionary数组,Dictionary包含key值name和key值age,用map函数返回name字符串数组
6.给定一个Number数组,用filter函数选出奇数
7.给定一个String数组,用filter函数选出能被转成Int的字符串
8.给定一个UIView数组,用filter函数选出UILabel的子类
9.用reduce函数把String数组中元素连接一个字符串,以换行符分隔
10.使用reduce函数找出整形数组中的最大元素
11.为什么不能用reduce实现平均函数{$0 + $1 / Float(array.count)}
12.实现一个reduce功能时,什么属性可以使操作更简单
13.在Swift中实现丘奇数(终级练习,也是最难的)
第二部分中,我们将结合具体用法,创建高阶数组函数,探寻其他有趣事例。