函數(shù)的靈活性

學習目的：?Swift?如何將函數(shù)作為參數(shù)使用候齿，并且將函數(shù)當作數(shù)據(jù)，以完全類型安全的方式復制同樣的OC功能

例子：Objective-C?&?Swift?的排序方式

1. ”素材“：

@objcMembers ?（@objcMembers闺属，這樣它的所有成員都將在?Objective-C?中可見）

final class?Person: NSObject {

let?first: String

let?last: String

let?yearOfBirth: Int

init(first: String, last: String, yearOfBirth: Int) {

self.first =?first

self.last = last?self.yearOfBirth = yearOfBirth?// super.init()?在這里被隱式調(diào)用

}?}

接下來我們定義一個數(shù)組慌盯，其中包含了不同名字和出生年份的人:

let?people = [

Person(first:?"Emily", last:?"Young", yearOfBirth: 2002),?Person(first:?"David", last:?"Gray", yearOfBirth: 1991),?Person(first:?"Robert", last:?"Barnes", yearOfBirth: 1985),Person(first:?"Ava", last:?"Barnes", yearOfBirth: 2000),?Person(first:?"Joanne", last:?"Miller", yearOfBirth: 1994),?Person(first:?"Ava", last:?"Barnes", yearOfBirth: 1998),

]

2.排序規(guī)則：?先按照姓（last name）排序，再按照名（first name）排序掂器，最后是出生年（yearOfBirth）亚皂。

Objective-C：運行時的工作方式；selector国瓮；一個?NSSortDescriptor?數(shù)組來定義如何排序灭必；

(作為一門動態(tài)編程語言，Objective-C 會盡可能的將編譯和鏈接時要做的事情推遲到運行時巍膘。只要有可能,Objective-C 總是使用動態(tài) 的方式來解決問題厂财。)

方法：?使用?NSSortDescriptor?對象來描述如何排序?qū)ο螅ㄟ^ 它可以表達出各個排序標準?(使用?localizedStandardCompare?來進行遵循區(qū)域設置的排序): （localizedStandardCompare 字符串比較不區(qū)分大小寫）

ascending： true 生序峡懈， false 降序

let?lastDescriptor = NSSortDescriptor(key:?#keyPath(Person.last),?ascending:?true,

selector:?#selector(NSString.localizedStandardCompare(_:)))

let?firstDescriptor = NSSortDescriptor(key:?#keyPath(Person.first),?ascending:?true,

selector:?#selector(NSString.localizedStandardCompare(_:)))

let?yearDescriptor = NSSortDescriptor(key:?#keyPath(Person.yearOfBirth),?ascending:?true)

使用?NSArray?的?sortedArray(using:)?方法璃饱，對數(shù)組進行排序

let?descriptors = [lastDescriptor,?firstDescriptor, yearDescriptor]?(people?as?NSArray).sortedArray(using: descriptors)

/*

[Ava Barnes (1998), Ava Barnes (2000), Robert Barnes (1985),

David Gray (1991), Joanne Miller (1994), Emily Young (2002)]

?*/

排序描述符用到了Objective-C?的兩個運行時特性:首先，key?是?Objective-C?的鍵路徑肪康，它其實是一個包含屬性名字的鏈表荚恶。不要把它和?Swift 4?引入的原生的?(強類型的)?鍵路徑搞混。我們會在稍后再對它進行更多討論磷支。

其次是鍵值編程(key-value-coding)谒撼，它可以在運行時通過鍵查找一個對象上的對應值。?selector?參數(shù)接受一個?selector (實際上也是一個用來描述方法名字的字符串)雾狈，在運行時廓潜，這個?selector?將被用來查找比較函數(shù)，當對兩個對象進行比較時善榛，這個函數(shù)將使用指定鍵對應的值進行比較辩蛋。

這是運行時編程的一個很酷的用例，排序描述符的數(shù)組可以在運行時構(gòu)建移盆，這一點在實現(xiàn)比如用戶點擊某一列時按照該列進行排序這種需求時會特別有用悼院。

我們要怎么用?Swift?的?sort?來復制這個功能呢?

Swift:?將函數(shù)作為參數(shù)使用，并且將函數(shù)當作數(shù)據(jù)

1: 復制部分功能簡單

var?strings = ["Hello",?"hallo",?"Hallo",?"hello"]

strings.sort { $0.localizedStandardCompare($1) == .orderedAscending}?strings?// ["hallo", "Hallo", "hello", "Hello"]

如果只是想用對象的某一個屬性進行排序的話咒循，也非常簡單:

people.sorted { $0.yearOfBirth < $1.yearOfBirth }

不過据途，可選值屬性和localizedStandardCompare方法結(jié)合绞愚，代碼會丑陋不堪。例如颖医，我們想用在可選值中定義的?fileExtension?屬性來對一個包含文件名的數(shù)組進行排序:

var?files = ["one",?"file.h",?"file.c",?"test.h"]?files.sort { l, r?in?r.fileExtension.flatMap {

l.fileExtension?.localizedStandardCompare($0)

?} == .orderedAscending }

files?// ["one", "file.c", "file.h", "test.h"]

改進：?讓可選值的排序稍微容易一些位衩，對多個屬性進行排序。要同時排序姓和名便脊。

方法：?用標準庫的?lexicographicallyPrecedes?方法來進行實現(xiàn)蚂四。這個方法接受兩個序列，并對它們執(zhí)行一個電話簿方式的比較哪痰，也就是說遂赠，這個比較將順次從兩個序列中各取一個元素來進行比較，直到發(fā)現(xiàn)不相等的元素晌杰。所以跷睦，我們可以用姓和名構(gòu)建兩個數(shù)組，然后使用?lexicographicallyPrecedes?來比較它們肋演。我們還需要一個函數(shù)來執(zhí)行這個比較抑诸，這里我們把使用了?localizedStandardCompare?的比較代碼放到這個函數(shù)中:

people.sorted { p0, p1?in

let?left = [p0.last, p0.first]

let?right = [p1.last, p1.first]

return?left.lexicographicallyPrecedes(right) {

$0.localizedStandardCompare($1) == .orderedAscending?}

}

/*

[Ava Barnes (2000), Ava Barnes (1998), Robert Barnes (1985),

David Gray (1991), Joanne Miller (1994), Emily Young (2002)]?*/

不過還有很大的改進空間。?在每次比較的時候都構(gòu)建一個數(shù)組是非常沒有效率的爹殊，比較操作也是被寫死的蜕乡，通過這種方法我們將無法實現(xiàn)對?yearOfBirth?的排序。

函數(shù)作為數(shù)據(jù)

方法：定義一個描述對象順序的函數(shù)

其中梗夸，最簡單的一種實現(xiàn)就是接受兩個對象作為參數(shù)层玲，并在它們順序正確的時候，返回?true反症。這個函數(shù)的類型正是標準庫中?sort(by:)?和?sorted(by:)?的參數(shù)類型辛块。接下來，讓我們先定義一個泛型別名來表達這種函數(shù)形式的排序描述符:

///?一個排序斷言铅碍，當?shù)谝粋€值應當排在第二個值之前時润绵，返回?`true`?

typealias?SortDescriptor<Root> = (Root, Root) -> Bool

現(xiàn)在，就可以用這個別名定義比較?Person?對象的排序描述符了胞谈。它可以比較出生年份尘盼，也可以比較姓的字符串:

let?sortByYear: SortDescriptor = { $0.yearOfBirth < $1.yearOfBirth }

?let?sortByLastName: SortDescriptor<Person> = {

$0.last.localizedStandardCompare($1.last) == .orderedAscending?

}

除了手寫這些排序描述符外，我們也可以創(chuàng)建一個函數(shù)來生成它們烦绳。將相同的屬性寫兩次并不太好卿捎，比如在?sortByLastName?中，我們很容易就會不小心弄成?$0.last?和?$1.first?進行比較爵嗅。而且寫排序描述符本身也挺無聊的:想要通過名來排序的時候，很可能你就把姓排序的?sortByLastName?復制粘貼一下笨蚁，然后再進行修改睹晒。

為了避免復制粘貼趟庄，我們可以定義一個函數(shù)，它和?NSSortDescriptor?大體相似伪很，但不涉及運行時編程戚啥。這個函數(shù)的第一個參數(shù)是一個名為?key?的函數(shù)，此函數(shù)接受一個正在排序的數(shù)組的元素锉试，并返回這個排序描述符所處理的屬性的值猫十。然后，我們使用第二個參數(shù)?areInIncreasingOrder?比較?key?返回的結(jié)果呆盖。最后拖云，用?SortDescriptor?把這兩個參數(shù)包裝一下，就是要返回的排序描述符了:

/// `key`?函數(shù)应又，根據(jù)輸入的參數(shù)返回要進行比較的元素

/// `by`?進行比較的斷言

///?通過用?`by`?比較?`key`?返回值的方式構(gòu)建?`SortDescriptor`?函數(shù)?func?sortDescriptor<Root, Value>(

key: @escaping?(Root) -> Value,

by areInIncreasingOrder: @escaping?(Value, Value) -> Bool)?-> SortDescriptor<Root>

{

return?{ areInIncreasingOrder(key($0), key($1)) }

}

key?函數(shù)描述了如何深入一個?Root?類型的元素宙项，并提取出一個和特定排序步驟相關的?Value?類型的值。因為借鑒了泛型參數(shù)名字?Root?和?Value株扛，所以它和?Swift 4?引入的?Swift?原生鍵路徑有很多相同之處尤筐。我們會在下面討論怎么用?Swift?的鍵路徑重寫這個方法。

有了這個函數(shù)洞就，我們就可以用另外一種方式來定義?sortByYear?了:

let?sortByYearAlt: SortDescriptor =?sortDescriptor(key: { $0.yearOfBirth }, by: <)

people.sorted(by: sortByYearAlt)

//[Robert Barnes (1985), David Gray (1991), Joanne Miller (1994),?Ava Barnes (1998), Ava Barnes (2000), Emily Young (2002)]

甚至盆繁，我們還可以為所有實現(xiàn)了?Comparable?的類型定義一個重載版本:

func?sortDescriptor<Root, Value>(key: @escaping?(Root) -> Value)?-> SortDescriptor?where?Value: Comparable

{

return?{ key($0) < key($1) }

}

let?sortByYearAlt2: SortDescriptor<Person> =

sortDescriptor(key: { $0.yearOfBirth })

這兩個?sortDescriptor?都使用了返回布爾值的排序函數(shù)，因為這是標準庫中對于比較斷言的約定旬蟋。但另一方面油昂，F(xiàn)oundation?中像是?localizedStandardCompare?這樣的?API，返回的卻是一個包含?(升序咖为，降序秕狰，相等)?三種值的?ComparisonResult。給?sortDescriptor?增加這種支持也很簡單:

func?sortDescriptor(

key: @escaping?(Root) -> Value,

ascending: Bool =?true,

by comparator: @escaping?(Value) -> (Value) -> ComparisonResult)?-> SortDescriptor<Root>

{

return?{ lhs, rhs?in

let?order: ComparisonResult = ascending?? .orderedAscending

: .orderedDescending

return?comparator(key(lhs))(key(rhs)) == order?}

}

這樣躁染，我們就可以用簡短清晰得多的方式來寫?sortByFirstName?了:

let?sortByFirstName: SortDescriptor =

sortDescriptor(key: { $0.first }, by: String.localizedStandardCompare)

people.sorted(by: sortByFirstName)

/*

[Ava Barnes (2000), Ava Barnes (1998), David Gray (1991),

Emily Young (2002), Joanne Miller (1994), Robert Barnes (1985)]?*/

現(xiàn)在鸣哀，SortDescriptor?和?NSSortDescriptor?就擁有了同樣地表達能力，不過它是類型安全的吞彤，而且不依賴于運行時編程庞瘸。

OC的例子中擅憔，我們曾經(jīng)用?NSArray.sortedArray(using:)?方法指定了多個比較運算符對數(shù)組進行排序。

現(xiàn)在我們將使用一種不同的實現(xiàn)方式: 我們定義一個把多個排序描述符合并為一個的函數(shù)。它的工作方式和?sortedArray(using:)?類似:首先它會使用第一個描述符吠勘，并檢查比較的結(jié)果。如果相等狐援，再使用第二個贡必，第三個，直到全部用完:

func?combine

(sortDescriptors: [SortDescriptor]) -> SortDescriptor {?return?{ lhs, rhs?in

for?areInIncreasingOrder?in?sortDescriptors {

if?areInIncreasingOrder(lhs, rhs) {?return true?}?if?areInIncreasingOrder(rhs, lhs) {?return false?}

}

return false

}?}

最終把一開始的例子重寫為這樣:

et?combined: SortDescriptor<Person> = combine(

sortDescriptors: [sortByLastName, sortByFirstName, sortByYear]?)

people.sorted(by: combined)

[Ava Barnes (1998), Ava Barnes (2000), Robert Barnes (1985),

David Gray (1991), Joanne Miller (1994), Emily Young (2002)]?*/

最終雹嗦，我們得到了一個與?Foundation?中的版本在行為和功能上等價的實現(xiàn)方法范舀，但是我們的 方式要更安全合是，也更符合?Swift?的語言習慣。因為?Swift?的版本不依賴于運行時編程锭环，所以編譯器有機會對它進行更好的優(yōu)化聪全。另外，我們也可以使用它排序結(jié)構(gòu)體或非?Objective-C?的對象辅辩。

基于函數(shù)的方式有一個不足难礼，那就是函數(shù)是不透明的。我們可以獲取一個?NSSortDescriptor?并將它打印到控制臺玫锋，我們也能從排序描述符中獲得一些信息蛾茉，比如鍵路徑，selector?的名字景醇，以及排序順序等臀稚。但是在基于函數(shù)的方式中，這些都無法做到三痰。（一些信息取不到）如果這些信息很重要的話吧寺，我們可以將函數(shù)封裝到一個結(jié)構(gòu)體或類中，然后在其中存儲一些額外的調(diào)試信息散劫。

把函數(shù)作為數(shù)據(jù)使用的這種方式?(例如:在運行時構(gòu)建包含排序函數(shù)的數(shù)組)稚机，把語言的動態(tài)行為帶到了一個新的高度。這使得像?Swift?這種需要編譯的靜態(tài)語言也可以實現(xiàn)諸如?Objective-C?或?Ruby?中的一部分動態(tài)特性获搏。

我們也看到了合并其他函數(shù)的函數(shù)的用武之地赖条，它也是函數(shù)式編程的構(gòu)建模塊之一。例如常熙，?combine(sortDescriptors:)?函數(shù)接受一個排序描述符的數(shù)組纬乍，并將它們合并成了單個的排序描述符。在很多不同的應用場景下裸卫，這項技術都非常強大仿贬。

除此之外，我們甚至還可以寫一個自定義的運算符墓贿，來合并兩個排序函數(shù):

infix operator?<||> : LogicalDisjunctionPrecedence

func?<||><A>(lhs: @escaping?(A,A) -> Bool, rhs: @escaping?(A,A) -> Bool)

-> (A,A) -> Bool?{

return{x,yin

if?lhs(x, y) {?return true?}?if?lhs(y, x) {?return false?}

//?否則茧泪，它們就是一樣的，所以我們檢查第二個條件?if?rhs(x, y) {?return true?}

return false

}?}

大部分時候聋袋，自定義運算符不是什么好主意队伟。因為自定義運算符的名字無法描述行為，所以它

們通常都比函數(shù)更難理解幽勒。不過嗜侮，當使用得當?shù)臅r候，它們也會非常強大。有了上面的運算符锈颗，

我們可以重寫合并排序的例子:

let?combinedAlt = sortByLastName <||> sortByFirstName <||> sortByYear?people.sorted(by: combinedAlt)

/*

[Ava Barnes (1998), Ava Barnes (2000), Robert Barnes (1985),

David Gray (1991), Joanne Miller (1994), Emily Young (2002)]

這樣的代碼讀起來非常清晰缠借，而且可能比原來調(diào)用函數(shù)進行合并的做法更簡潔一些。不過這有?一個前提宜猜，那就是你?(和這段代碼的讀者)?都已經(jīng)習慣了該操作符的意義。相比自定義操作符的版本硝逢，我們還是傾向于選擇?combine(sortDescriptors:)?函數(shù)姨拥。它在調(diào)用方看來更加清晰，而且顯然增強了代碼的可讀性渠鸽。除非你正在寫一些面向特定領域的代碼叫乌，否則自定義的操作符很可能都是在用牛刀殺雞。

再寫一個接受函數(shù)作為參數(shù)徽缚，并返回函數(shù)的函數(shù)憨奸。這個函數(shù)可以把類似?localizedStandardCompare?這種接受兩個字符串并進行比較的普通函數(shù)，提升成比較兩個字符串可選值的函數(shù)凿试。如果兩個比較值都是nil排宰，那么它們相等。如果左側(cè)的值是?nil那婉，而右側(cè)不是的話板甘，返回升序，相反的時候返回降序详炬。最后盐类，如果它們都不是?nil?的話，我們使用?compare?函數(shù)來對它們進行比較:

func?lift<A>(_?compare: @escaping?(A) -> (A) -> ComparisonResult) -> (A?) -> (A?)

-> ComparisonResult?{

return{lhsin{rhsin

switch?(lhs, rhs) {

case?(nil,?nil):?return?.orderedSame?case?(nil,?_):?return?.orderedAscending?case?(_,?nil):?return?.orderedDescending?case let?(l?, r?):?return?compare(l)(r)

}

}}?}

這讓我們能夠?qū)⒁粋€普通的比較函數(shù)?“提升” (lift)?到可選值的作用域中呛谜，這樣它就能夠和我們的?sortDescriptor?函數(shù)一起使用了在跳。如果你還記得之前的?files?數(shù)組，你會知道因為需要處理可選值的問題隐岛，按照?fileExtension?對它進行排序的代碼十分難看猫妙。不過現(xiàn)在有了新的?lift?函數(shù)，它就又變得很清晰了:

let?compare = lift(String.localizedStandardCompare)

let?result =?files.sorted(by: sortDescriptor(key: { $0.fileExtension },

by: compare))

result?// ["one", "file.c", "file.h", "test.h"]

我們可以為返回?Bool?的函數(shù)寫一個類似的?lift礼仗。在可選值一章中我們提到過吐咳，標準庫現(xiàn)在不再為可選值提供像是?>?這樣的運算符了。因為如果你使用的不小心元践，可能會產(chǎn) 生預想之外的結(jié)果韭脊，因此它們被刪除了。Bool?版本的?lift?函數(shù)可以讓你輕而易舉地將現(xiàn)有的運算符提升為可選值也能使用的函數(shù)单旁，以滿足你的需求沪羔。