Swift 3关于函数类型的一项重要提议

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对于一个函数来说,把它的参数和返回值放在一起,就形成了它的签名,这是用于描述函数自身属性的一种类型。

参数名称不再是函数类型的一部分

不过没关系,我们从一个简单的例子开始。对于上一节中,我们实现的mul

func mul(m: Int, of n: Int) -> Int {
    return m * n
}

如果我们用type inference定义一个和mul类型相同的函数变量:

let fnMul = mul

之后,我们该如何使用fnMul呢?在Swift 2里,是这样的:

// ONLY 6 in Swift 2
// WRONG in Swift 3
fnMul(m: 2, n: 3)

而到了Swift 3里,编译器会报错。
所以我们只能这样使用fnMul

fnMul(2, 3) // 6

这说明什么呢?从结果上来看m:n:已经在不再是mul签名的一部分了。在Swift 3里,mulfnMul的类型,实际上都是:(Int, Int) -> Int

然而,为什么要做这样的改动呢?我们继续来看一个在Swift 2中因为函数签名带来的诡异的问题。

假设,我们还有一个用于计算整数除法的函数:

func div(a: Int, b: Int) -> Int {
    return a / b
}

然后,对于下面这段代码,你期望最后fnDiv得到什么结果呢?

// !!! Swift 2 ONLY !!!
var fnDiv: (a: Int, b: Int) -> Int = div
fnDiv = mul

fnDiv(a: 2, b: 3) // This will call mul(m: 2, n: 3)
// !!! Swift 2 ONLY !!!

结果会是6,fnDiv(a: 2, b: 3)实际上调用了mul。造成这个结果的原因有2:

  1. 首先,muldiv都接受2个Int作为参数,并返回一个Int,因此,尽管它们的参数名不同,但它们的类型是兼容的,我们可以让fnDiv = mul
  2. 其次,由于参数名又是函数签名的一部分,我们使用fnDiv的时候,必须带上a:b:

因此,就造成了这种完全是div的用法,而暗地里执行了mul的错觉。如果这段代码隐藏在你的源文件中,你能轻易发现问题的原因么?

正是由于这种原因,在Swift 3里,参数名不再是函数签名的一部分了,muldiv的类型都是(Int, Int) -> Int。这样:

  • 之前我们定义的fnMul,只能用fnMul(2, 3)这样的形式调用;
  • 无论fnMul被赋值成任何函数,调用方式都是统一的:fnMul(num1, num2),这样就不会有因为参数名带来的调用错觉了;

为什么管函数类型叫做“一等公民”?

理解了函数类型之后,接下来我们来聊另外一个话题。你也许经常会听到类似“函数在Swift中是一等公民”这样的说法。然而,对一门编程语言来说,“一等公民”意味着什么呢?

简单来说,就是函数这种类型,和Swift其它类型有着完全相同的语法功能。它们主要包括:

  • 可以用来定义变量,例如我们之前定义的fnMulfnDiv,这种类型的变量同样可以当作函数来调用;
  • 可以当成函数参数;
  • 可以被函数返回;

而对于后两种情况之所以是很重要的语言特性,是因为它们构成了函数式编程的基础。例如,我们定义一个表达计算概念的函数:

func calc<T>(_ first: T,
             _ second: T,
             _ fn: (T, T) -> T) -> T {
    return fn(first, second)
}

在这个函数的定义里,calc<T>就接受一个函数类型的参数,然后,我们可以像传递数字一样,来传递函数变量:

calc(2, 3, mul) // 6
calc(2, 3, div) // 0

类似的,我们也可以把函数类型当成返回值,例如下面这个有点儿特殊的mul方法:

func mul(_ a: Int) -> (Int) -> Int {
    func innerMul(_ b: Int) -> Int {
        return a * b
    }

    return innerMul
}

它只接受一个参数,并返回一个函数,在返回的函数里,接受另外一个参数,并最终完成相乘的运算。因此,我们可以用两种不同的方式来调用它:

let mul2By = mul(2)
mul2By(3) // 6

mul(2)(3) // 6

第一种方式,我们先用一个变量保存mul返回的函数,然后通过再传递一个单参数来最终完成运算。或者,我们可以直接通过()把两次函数调用串联起来。因此,尽管currying function在Swift 3中被废除了,但我们还是可以通过这样的方法来实现同样的效果。

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