写在前面
map 和 flatMap 是 Swift 中两个常用的函数,它们体现了 Swift 中很多的特性。对于简单的使用来说,它们的接口并不复杂,但它们内部的机制还是非常值得研究的,能够帮助我们够好的理解 Swift 语言。
map 简介
首先,咱们说说 map 函数如何使用。
let numbers = [1,2,3,4]
let result = numbers.map { $0 + 2 }
print(result) // [3,4,5,6]
map 方法接受一个闭包作为参数, 然后它会遍历整个 numbers 数组,并对数组中每一个元素执行闭包中定义的操作。 相当于对数组中的所有元素做了一个映射。 比如咱们这个例子里面的闭包是讲所有元素都加 2 。 这样它产生的结果数据就是 [3,4,5,6]。
初步了解之后,我们来看一下 map 的定义:
func map
(@noescape transform: (Self.Generator.Element) throws -> T) rethrows -> [T]
咱们抛开一些和关键逻辑无关的修饰符 @noescape,throws 这些,在整理一下就是这样
func map
(transform: (Self.Generator.Element) -> T) rethrows -> [T]
map 函数接受一个闭包, 这个闭包的定义是这样的:
(Self.Generator.Element) -> T
它接受 Self.Generator.Element 类型的参数, 这个类型代表数组中当前元素的类型。 而这个闭包的返回值,是可以和传递进来的值不同的。 比如我们可以这样:
let stringResult = numbers.map { "No. \($0)" }
// ["No. 1", "No. 2", "No. 3", "No. 4"]
这次我们在闭包装把传递进来的数字拼接到一个字符串中, 然后返回一个组数, 这个数组中包含的数据类型,就是我们拼接好的字符串。
这就是关于 map 的初步了解, 我们继续来看 flatMap。
flatMap
map 可以对一个集合类型的所有元素做一个映射操作。 那么 flatMap 呢?
让我们来看一个 flatMap 的例子:
result = numbers.flatMap { $0 + 2 }
// [3,4,5,6]
我们对同样的数组使用 flatMap 进行处理, 得到了同样的结果。 那 flatMap 和 map 到底有什么区别呢?
咱们再来看另一个例子:
let numbersCompound = [[1,2,3],[4,5,6]];
var res = numbersCompound.map { $0.map{ $0 + 2 } }
// [[3, 4, 5], [6, 7, 8]]
var flatRes = numbersCompound.flatMap { $0.map{ $0 + 2 } }
// [3, 4, 5, 6, 7, 8]
这里就看出差别了。 对于二维数组, map 和 flatMap 的结果就不同了。 我们先来看第一个调用:
var res = numbersCompound.map { $0.map{ $0 + 2 } }
// [[3, 4, 5], [6, 7, 8]]
numbersCompound.map { … } 这个调用实际上是遍历了这里两个数组元素 [1,2,3] 和 [4,5,6]。 因为这两个元素依然是数组,所以我们可以对他们再次调用 map 函数:$0.map{ $0 + 2 }。 这个内部的调用最终将数组中所有的元素加 2。
再来看看 flatMap 的调用:
flatMap 依然会遍历数组的元素,并对这些元素执行闭包中定义的操作。 但唯一不同的是,它对最终的结果进行了所谓的 “降维” 操作。 本来原始数组是一个二维的, 但经过 flatMap 之后,它变成一维的了。
flatMap 是如何做到的呢,它的原理是什么,为什么会存在这样一个函数呢? 相信此时你脑海中肯定会浮现出类似的问题。
下面咱们再来看一下 flatMap 的定义, 还是抛去 @noescape, rethrows 这些无关逻辑的关键字:
func flatMap(transform: (Self.Generator.Element) throws -> T?) -> [T]
func flatMap(transform: (Self.Generator.Element) -> S) -> [S.Generator.Element]
和 map 不同, flatMap 有两个重载。 参照我们刚才的示例, 我们调用的其实是第二个重载:
func flatMap(transform: (Self.Generator.Element) -> S) -> [S.Generator.Element]
flatMap 的闭包接受的是数组的元素,但返回的是一个 SequenceType 类型,也就是另外一个数组。 这从我们刚才这个调用中不难看出:
numbersCompound.flatMap { $0.map{ $0 + 2 } }
flatMap 的另一个重载
我们刚才分析了半天, 其实只分析到 flatMap 的一种重载情况, 那么另外一种重载又是怎么回事呢:
func flatMap(transform: (Self.Generator.Element) -> T?) -> [T]
从定义中我们看出, 它的闭包接收的是 Self.Generator.Element 类型, 返回的是一个 T? 。 我们都知道,在 Swift 中类型后面跟随一个 ?, 代表的是 Optional 值。 也就是说这个重载中接收的闭包返回的是一个 Optional 值。 更进一步来说,就是闭包可以返回 nil。
那么 flatMap 是如何实现过滤掉 nil 值的呢? 我们还是来看一下源码:
extension Sequence {
// ...
public func flatMap(
@noescape transform: (${GElement}) throws -> T?
) rethrows -> [T] {
var result: [T] = []
for element in self {
if let newElement = try transform(element) {
result.append(newElement)
}
}
return result
}
// ...
}
依然是遍历所有元素,并应用 try transform(element) 闭包的调用, 但关键一点是,这里面用到了 if let 语句, 对那些只有解包成功的元素,才会添加到结果集中:
if let newElement = try transform(element) {
result.append(newElement)
}
这样, 就实现了我们刚才看到的自动去掉 nil 值的效果了。