作者:Olivier Halligon,原文链接,原文日期:2015-10-17
译者:ray16897188;校对:小袋子;定稿:numbbbbb

之前的一篇文章中,我们用mapflatMap这两种基于OptionalArray类型的方法做了很多好玩儿的事情。但你可能并没有意识到,你已经在不自知的情况下使用了单子(单子,即 Monad:一个函数式编程的术语 - 译者注)。那么什么是单子?

什么是函子(Functors)和单子

我们在之前的一篇文章中得知了mapflatMap对于ArrayOptional来说有着相似的作用,甚至连函数签名都十分相似。

实际上这并不是一个特例:很多类型都有类似mapflatMap的方法,而这些方法都有那种类型的签名。这是一种十分常见的模式,这种模式的名字叫做单子

你可能之前在网上看过单子这个术语(也可能叫做函子),还看过尝试解释该术语的各种比喻。但是大部分比喻都让它更加复杂难懂。

事实上,单子和函子是非常简单的概念。它可以最终归结为:

一个函子是一种表示为Type<T>的类型,它:

  • 封装了另一种类型(类似于封装了某个T类型的Array<T>Optional<T>
  • 有一个具有(T->U) -> Type<U>签名的map方法

一个单子是一种类型,它:

  • 是一个函子(所以它封装了一个T类型,拥有一个map方法)
  • 还有一个具有(T->Type<U>) -> Type<U>签名的flatMap方法

这就是对单子函子所需要了解的一切!一个单子就是一种带有flatMap方法的类型,一个函子就是一种带有一个map方法的类型。很简单,不是么?

各种类型的单子

你已经学过两种既是函子又是单子的类型,它们是:Array<T>Optional<T>。当然,这样的类型还有很多。

实际上这些类型的方法会有其他的名字,不限于mapflatMap。例如一个Promise也是一个单子,而它的相对应的mapflatMap方法叫做then

仔细看一下Promise<T>then方法签名,思考一下:它拿到未来返回的值T,进行处理,然后要么返回一个新类型U,要么返回一个封装了这个新类型的、新的Promise<U>… 没错,我们又一次得到了相同的方法签名,所以Promise实际上也是一个单子

有很多类型都符合单子的定义。比如ResultSignal,… 你还可以想到更多(如果需要的话你甚至可以创建你自己的单子)。

看出相似性了吗?(为方便对比加了空格)

// Array, Optional, Promise, Result 都是函子
anArray .map( transform: T -> U ) -> Array<U>
anOptional .map( transform: T -> U ) -> Optional<U>
aPromise .then( transform: T -> U ) -> Promise<U>
aResult .map( transform: T -> U ) -> Result<U>
// Array, Optional, Promise, Result 都是单子
anArray .flatMap( transform: T -> Array<U> ) -> Array<U>
anOptional .flatMap( transform: T -> Optional<U> ) -> Optional<U>
aPromise .then( transform: T -> Promise<U> ) -> Promise<U>
aResult .flatMap( transform: T -> Result<U> ) -> Result<U>

map()flatMap()级联起来

通常你还可以把这两个方法级联,这会使它们更加强大。例如,最开始你有一个Array<T>,通过使用map来对它做转换操作,得到一个Array<U>,然后对这个Array<U>再级联上一个map,对它做另一个转换操作将其转换成一个Array<Z>,等等。这会让你的代码看起来就像是在生产线上一样:把一个初始值拿来,让他经过一系列的黑盒子处理,然后得到一个最终的结果。这时你就可以说你实际上是在做函数式编程了!

下面是一个示范如何将mapflatMap的调用级联起来去做多次转换的例子。我们从一个字符串开始,把它按单词分开,然后依次做如下转换:

  1. 统计每个单词的字符个数,做计数
  2. 把每个计数转换成一个相对应的单词
  3. 给每个结果加个后缀
  4. 对每个字符串结果做%转义
  5. 把每个字符串结果转换成一个NSURL
let formatter = NSNumberFormatter()
formatter.numberStyle = .SpellOutStyle
let string = "This is Functional Programming"
let translateURLs = string
// Split the characters into words
.characters.split(" ")
// Count the number of characters on each word
.map { $0.count }
// Spell out this number of chars (`stringFromNumber` can return nil)
.flatMap { (n: Int) -> String? in formatter.stringFromNumber(n) }
// add " letters" suffix
.map { "\($0) letters" }
// encode the string so it can be used in an NSURL framgment after the # (the stringByAdding… method can return nil)
.flatMap { $0.stringByAddingPercentEncodingWithAllowedCharacters(.URLFragmentAllowedCharacterSet()) }
// Build an NSURL using that string (`NSURL(string: …)` is failable: it can return nil)
.flatMap { NSURL(string: "https://translate.google.com/#auto/fr/\($0)") }
print(translateURLs)
// [https://translate.google.com/#auto/fr/four%20letters, https://translate.google.com/#auto/fr/two%20letters, https://translate.google.com/#auto/fr/ten%20letters, https://translate.google.com/#auto/fr/eleven%20letters]

上面这段代码可能需要你研究一会儿,尝试去理解每一个中间阶段的mapflatMap的签名是什么,并搞清楚每一步都发生了什么事。

但无论如何,你能看出来对于描述一系列处理流程来说,这是一种很好的方式。这种方式可以被看做是一条生产线,从原材料开始,然后对它做多种转换,最终在生产线的尽头拿到成品

结论

尽管看起来很吓人,但单子很简单。

但实际上,你怎么叫它们都没关系。只要你知道如果你想把一种封装类型转换成另一种,而某些类型的mapflatMap方法着实能帮到你,这就够了。


这篇文章是”Swift编程思想”系列的后记。别担心,我还会写很多文章,论述 Swift 在其他应用场景下的美妙之处,不过我不会再拿这些和 ObjC 比较了(因为 Swift 真的好太多了,你现在应该完全把 ObjC 忘掉了 😄)。

本文由 SwiftGG 翻译组翻译,已经获得作者翻译授权,最新文章请访问 http://swift.gg

文章目录
  1. 1. 什么是函子(Functors)和单子
  2. 2. 各种类型的单子
  3. 3. 把map()和flatMap()级联起来
  4. 4. 结论