作者:Ole Begemann,原文链接,原文日期:2018-11-29
译者:WAMaker;校对:numbbbbbBigNerdCoding;定稿:Forelax

函数式编程语言的一个常用范式是把一个列表切分为头部(第一个元素)和尾部(其余元素)。在 Haskell 中,x:xs 会匹配非空列表,将头部绑定给变量 x,尾部绑定给 xs。

Swift 不是一门函数式编程语言。既没有内置的 List 类型,也没有集合的特定匹配语法。[1]

集合(Collections)

尽管如此,将 SequenceCollection 切分成头部和尾部偶尔很有用。对于集合来说这很容易:

extension Collection {
var headAndTail: (head: Element, tail: SubSequence)? {
guard let head = first else { return nil }
return (head, dropFirst())
}
}

if let (firstLetter, remainder) = "Hello".headAndTail {
// firstLetter: Character == "H"
// remainder: Substring == "ello"
}

序列(Sequence)

对于序列来说却很困难,因为它们可以是单向(single-pass)的:一些序列只能被迭代一次,迭代器会消耗其中的元素。以网络流为例,一旦你从缓冲区里读取了一个字节,操作系统便将它抛弃了。你无法让它重新来一遍。

一个可能的解决方案是 创建一个迭代器 读取第一个元素,并把当前的迭代器状态包裹进一个新的 AnySequence 实例:

extension Sequence {
var headAndTail: (head: Element, tail: AnySequence<Element>)? {
var iterator = makeIterator()
guard let head = iterator.next() else { return nil }
let tail = AnySequence { iterator }
return (head, tail)
}
}

以上代码能够实现功能,但不是一个好的通用解决方案,尤其是对满足 Collection 的类型而言。将尾部包进 AnySequence 会是一个 性能杀手,也不可以使用合适的集合类型 SubSequence

为了保护集合的 SubSequence 类型,最好给 CollectionSequence 分别写扩展。(我们也将会看到,这是 Swift 5 所推崇的方案,这点会在后面谈到。)

保护 SubSequence 类型

我没有找到一个通用的方案,能够让尾部的 SubSequence 类型完好,也同时能让单向序列正常工作。很感谢 Dennis Vennink 能够找出一个解决方案并 分享给我。下面是 他的代码(我略微对格式进行了修改):

extension Sequence {
var headAndTail: (head: Element, tail: SubSequence)? {
var first: Element? = nil
let tail = drop(while: { element in
if first == nil {
first = element
return true
} else {
return false
}
})
guard let head = first else {
return nil
}
return (head, tail)
}
}

Dennis 的窍门是调用 Sequence.drop(while:),为尾部保留了 SubSequence 类型,同时在 drop(while:) 内部“捕获”了第一个元素。干得漂亮!

Swift 5

上面的代码使用 Swift 4.2。在 Swift 5 中由于序列不再会有关联 SubSequence 类型,只存在于集合中(Swift Evolution proposal SE-0234),以上代码会崩溃。[2]

这个改变有很多优势,但同样意味着不可能有一种通用的方法能够让 SubSequence 同时对 SequenceCollection 有效。

相对的,我们把那个简单的解决方案添加给 Collection

extension Collection {
var headAndTail: (head: Element, tail: SubSequence)? {
guard let head = first else { return nil }
return (head, dropFirst())
}
}

如果我们需要让 Sequence 拥有同样的功能,就需要添加一个独立的扩展,使用新的 DropWhileSequence 作为返回类型的尾部:

extension Sequence {
var headAndTail: (head: Element, tail: DropWhileSequence<Self>)? {
var first: Element? = nil
let tail = drop(while: { element in
if first == nil {
first = element
return true
} else {
return false
}
})
guard let head = first else {
return nil
}
return (head, tail)
}
}

(实现和之前的代码一样,仅仅改变了返回的类型。)


[1]为集合添加一种模式匹配结构作为一个 可行 的特性已经在论坛多次被 提及。有了它,你可以像下面这样将一个有序集合解构成头部和尾部:

let numbers = 1...10
let [head, tail...] = numbers
// head == 1
// tail == 2...10

switch 表达式中会很有用。

[2]很遗憾我们被误导性的名字 Sequence 给束缚住了。要将 Collection.SubSequence 重命名成更合适的 Slice 会造成 严重的代码破坏

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. 集合(Collections)
  2. 2. 序列(Sequence)
  3. 3. 保护 SubSequence 类型
  4. 4. Swift 5