鎮(zhèn)江技師學(xué)院 李佳琳 黃向東

本文將著重探討Swift中涵蓋高級(jí)FP的使用，因此通過(guò)現(xiàn)實(shí)世界情況來(lái)思考這些概念，將會(huì)在教學(xué)中對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)Swift有所幫助。在這種情況下，假設(shè)正在構(gòu)建一個(gè)游樂(lè)園的應(yīng)用程序，并且該公園的乘坐數(shù)據(jù)由遠(yuǎn)程服務(wù)器上的API提供。在Xcode中創(chuàng)建一個(gè)新的playground。

首先將以下內(nèi)容添加到playground：

通過(guò)更改變量，可以創(chuàng)建可變狀態(tài)。單獨(dú)或在相對(duì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)中，可變狀態(tài)不是什么大的問(wèn)題。但是，當(dāng)將許多對(duì)象連接在一起時(shí)，例如在大型面向?qū)ο笙到y(tǒng)中，可變狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生許多令人頭疼的問(wèn)題。例如，當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)線程訪問(wèn)相同的變量同時(shí)，它們可能會(huì)修改或訪問(wèn)失靈，導(dǎo)致意外行為的發(fā)生。這包括競(jìng)爭(zhēng)條件、死鎖和許多其他問(wèn)題。想象一下，如果你可以編寫狀態(tài)永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生變化的代碼。并發(fā)系統(tǒng)中出現(xiàn)的一大堆問(wèn)題就會(huì)消失?？梢酝ㄟ^(guò)創(chuàng)建不可變狀態(tài)來(lái)執(zhí)行此操作，因此不允許在程序過(guò)程中更改數(shù)據(jù)。使用不可變數(shù)據(jù)的主要好處是：使用它的代碼單元沒(méi)有副作用，這意味著代碼中的函數(shù)不會(huì)改變自身之外的元素，并且在函數(shù)調(diào)用發(fā)生時(shí)不會(huì)出現(xiàn)任何怪異的效果。在本文中使用的主要數(shù)據(jù)是一個(gè)不可變的Swift常量時(shí)會(huì)發(fā)生什么。

要討論的最后一個(gè)概念是遞歸，只要函數(shù)將自身稱為其函數(shù)體的一部分，就會(huì)發(fā)生遞歸。在函數(shù)式語(yǔ)言中，遞歸有效地替換了命令式語(yǔ)言中使用的循環(huán)結(jié)構(gòu)。當(dāng)函數(shù)的輸入導(dǎo)致再次調(diào)用函數(shù)時(shí)，這被認(rèn)為是遞歸情況。為了避免無(wú)限的函數(shù)調(diào)用堆棧，遞歸函數(shù)需要一個(gè)基本案例來(lái)結(jié)束它們。讓我們?yōu)槟挠螛?lè)設(shè)施添加遞歸排序功能。

如果等待時(shí)間較短，認(rèn)為一次乘坐比另一次乘坐少，如果乘坐的名稱相同，認(rèn)為它們相等?，F(xiàn)在，擴(kuò)展Array到包含一個(gè)quick-Sorted方法：

該算法首先選擇一個(gè)樞軸元素。然后將收藏分為兩部分；一部分保持所有小于或等于樞軸的元素，另一部分保持剩余元素大于樞軸。然后使用遞歸對(duì)兩部分進(jìn)行排序。請(qǐng)注意，通過(guò)使用遞歸，不需要可變狀態(tài)。使用如下代碼驗(yàn)證功能：

第二行確認(rèn)quickSorted沒(méi)有修改傳入的數(shù)組。要記住的一件事是，遞歸函數(shù)確實(shí)有一些額外的內(nèi)存（堆棧）使用和運(yùn)行時(shí)開(kāi)銷，但是它們通常比它們更混亂的命令式對(duì)應(yīng)物更優(yōu)雅，并且這不應(yīng)該是較小數(shù)據(jù)集的問(wèn)題。

通過(guò)考慮以下問(wèn)題，可以將在此學(xué)到的大部分內(nèi)容與FP相結(jié)合，并清楚地展示函數(shù)式編程的一些優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)有小孩的家庭希望在休息之后盡可能多地游玩，所以他們需要找到哪些適合兒童的游樂(lè)設(shè)施有最短的線路。通過(guò)等待時(shí)間少于20分鐘的所有家庭游樂(lè)設(shè)施幫助他們，并按等待時(shí)間（升序）對(duì)其進(jìn)行排序。

如上所寫，命令式代碼很好，但快速瀏覽并不是很清楚，直接地了解它正在做什么。必須暫停以詳細(xì)查看算法才能掌握它。如果回來(lái)做一些維護(hù)，調(diào)試或者將其交給新開(kāi)發(fā)人員怎么辦？FP可以做得更好。生成的代碼是聲明性的，這意味著它是自我解釋的，并且讀起來(lái)就像它解決的問(wèn)題陳述。這與命令式代碼不同，命令式代碼類似于計(jì)算機(jī)必須采取的步驟來(lái)解決問(wèn)題陳述。

通過(guò)以上實(shí)例，可以更清晰地使學(xué)生懂得，Swift不是一種純函數(shù)式語(yǔ)言，但它結(jié)合了多種編程范例，為提供應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的靈活性。開(kāi)始使用FP技術(shù)的好地方是在Model層，ViewModel層以及應(yīng)用程序的業(yè)務(wù)邏輯出現(xiàn)的任何位置。對(duì)于用戶界面，使用FP技術(shù)的地方不太清楚。反應(yīng)式編程是用于UI開(kāi)發(fā)的類似FP的方法的示例。例如，RxSwift是用于iOS和macOS編程的反應(yīng)庫(kù)。通過(guò)采用功能性的聲明式方法，的代碼可以更簡(jiǎn)潔明了。同樣，當(dāng)?shù)拇a被隔離到?jīng)]有副作用的模塊化功能時(shí)，的代碼將更容易測(cè)試。最后，隨著多處理核心成為CPU和GPU的標(biāo)準(zhǔn)，最小化副作用和并發(fā)問(wèn)題將變得越來(lái)越重要，F(xiàn)P將是實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)性能的最重要方式之一！