Swift 之惰性求值

Swift 之惰性求值

在 Haskell 中的函数有一个特性

函数的返回多是一个块(一个被延迟计算的表达式)

从而引出一个概念 惰性求值

isOdd n = mod n 2 == 1

下面有段 分析

在使用严格求值的语言里，函数的参数老是在应用函数以前被求值。以 isOdd 为例子：子表达式 (1 + 2)
会首先被求值，得出结果 3 。接着，将 3 绑定到变量 n ，应用到函数 isOdd 。最后， mod 3 2 返回 
1 ，而 1 == 1 返回 True 。

Haskell 使用了另一种求值方式 —— 非严格求值。在这种状况下，求值 isOdd (1 + 2) 并不会即刻使得
子表达式 1 + 2 被求值为 3 ，相反，编译器作出了一个“承诺”，说，“当真正有须要的时候，我有办法计算
出 isOdd (1 + 2) 的值”。

惰性求值的优势

简单理解惰性求值: 在使用惰性计算时，表达式不在它被绑定到变量以后就当即求值，而是在该值被取用的时候求值。

• 能够建立无限序列数据类型， 好比无穷大，因为字节的限制，不少语言并不能描述出无穷大
• 减小存储空间, 在要求值的时候才会发生计算。 这个跟 lazy 属性同样的做用
• 减小计算量, 例如，寻找数组中符合条件的某个值

swift 默认严格求值, 也提供了相关的惰性求值的机制

let array = [1,2,4,5,3,7]
let selement = array.map({$0 * 2})[3]
let element = array.lazy.map({$0 * 2 })[3]
print("\(selement) -- \(element)")

上面代码中， 计算出 selement 花了 7 次， 计算 element 花了 2 次

• 对于 7：将 array 每一个元素分别取出 * 2，而后在这些数据中取出第4个元素, 6+1=7
• 对于 2：由于是惰性求值，会先从 array 取出第4个元素， 而后 * 2 , 1+1 = 2

lazy 到底为什么物?

extension Array {
    public var lazy: LazyRandomAccessCollection<Array<Element>> { get }
}

LazyRandomAccessCollection Conforms To
LazyCollectionProtocol

LazyCollectionProtocol Conforms To
LazySequenceProtocol

构建无穷大序列 (swift4)

enum Stream<T> {
    case empty
    case cons(()->T, ()-> Stream<T>)
}

extension Stream {
    var empty: Stream<T> {
        return .empty
    }

    var tail: Stream<T> {
        switch self {
        case .empty:
            return .empty
        case let .cons(_, tail):
            return tail()
        }
    }

    var toArray: [T] {
        switch self {
        case .empty:
            return []
        case let .cons(h, t):
            return [h()] + t().toArray
        }
    }

    func take(n: Int) -> Stream<T> {
        if n == 0 {
            return empty
        } else {
            switch self {
            case .empty:
                return .empty
            case let .cons(h, t):
                return Stream.cons(h, {t().take(n: n-1)})
            }
        }
    }
}

func onses() -> Stream<Int> {
    return Stream<Int>.cons({1}, {onses()})
}

print(onses().take(n: 5).toArray)

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参考

• Swift 函数式编程－惰性计算
• Swift函数式编程(二)：惰性求值与无穷数据流