Swift 之惰性求值

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Swift 之惰性求值

在 Haskell 中的函數有一個特性

函數的返回可能是一個塊(一個被延遲計算的運算式)

從而引出一個概念 惰性求值

isOdd n = mod n 2 == 1 

下面有段 分析

在使用嚴格求值的語言裡，函數的參數總是在應用函數之前被求值。以 isOdd 為例子：子運算式 (1 + 2)會首先被求值，得出結果 3 。接著，將 3 綁定到變數 n ，應用到函數 isOdd 。最後， mod 3 2 返回 1 ，而 1 == 1 返回 True 。Haskell 使用了另外一種求值方式 —— 非嚴格求值。在這種情況下，求值 isOdd (1 + 2) 並不會即刻使得子運算式 1 + 2 被求值為 3 ，相反，編譯器做出了一個“承諾”，說，“當真正有需要的時候，我有辦法計算出 isOdd (1 + 2) 的值”。

惰性求值的優點

簡單理解惰性求值: 在使用惰性計算時，運算式不在它被綁定到變數之後就立即求值，而是在該值被取用的時候求值。

• 可以建立無限序列資料類型， 比如無窮大，由於位元組的限制，很多語言並不能描述出無窮大
• 減少儲存空間, 在要求值的時候才會發生計算。 這個跟 lazy 屬性一樣的作用
• 減少計算量, 例如，尋找數組中合格某個值

swift 預設嚴格求值, 也提供了相關的惰性求值的機制

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)")

上面代碼中， 計算出 selement 花了 7 次， 計算 element 花了 2 次

• 對於 7：將 array 每個元素分別取出 * 2，然後在這些資料中取出第4個元素, 6+1=7
• 對於 2：因為是惰性求值，會先從 array 取出第4個元素， 然後 * 2 , 1+1 = 2

lazy 到底為何物?

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

LazyRandomAccessCollection Conforms To
LazyCollectionProtocol

LazyCollectionProtocol Conforms To
LazySequenceProtocol

構建無窮大序列 (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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參考

• Swift 函數式編程－惰性計算
• Swift函數式編程(二)：惰性求值與無窮資料流

Swift 之惰性求值