用於功能性編程中的vs地圖

Question

我正在使用scala學習函數式編程。一般來說，我注意到for循環在功能程序中並沒有太多用處，而是使用map。

問題

1. 什麼是使用地圖上的for循環中的表現，等可讀性 - 方面的優勢？

2. 當使用循環可以實現地圖函數時，引入地圖函數的目的是什麼？

方案1：使用For循環

val num = 1 to 1000 
val another = 1000 to 2000 
for (i <- num) 
{ 
    for (j <- another) 
    { 
    println(i,j) 
    } 
} 

方案2：使用地圖

val num = 1 to 1000 
val another = 1000 to 2000 
val mapper = num.map(x => another.map(y => (x,y))).flatten 
mapper.map(x=>println(x)) 

兩個方案1和方案2做同樣的事情。

Answer 1

其實答案很簡單。

每當您在集合上使用循環時，它都具有語義目的。要麼迭代集合的項目並打印它們。或者你想將元素的類型轉換爲另一種類型（地圖）。或者你想改變基數，比如計算一個集合的元素總和（fold）。

當然，所有這些也可以使用for循環來完成，但是對於代碼讀者來說，與知名的命名操作（比如map）相比，找出循環具有哪種語義目的還有更多的工作要做， iter，fold，filter，...

另一方面是，for循環導致使用可變狀態的黑暗面。你如何將一個集合中的元素在一個沒有可變狀態的for循環中求和？你不會。相反，你需要編寫一個遞歸函數。因此，爲了好的措施，最好早點放棄思考循環的習慣，並享受勇於嘗試的新功能。

Answer 2

您提供的兩個程序是而不是一樣，即使輸出可能表明它們是。這是事實，for內涵是由編譯器去加糖，但你的第一個程序實際上相當於：

val num = 1 to 1000 
val another = 1000 to 2000 
num.foreach(i => another.foreach(j => println(i,j))) 

應當注意的是，上面所得到的類型（和你的示例程序）是Unit

在第二個節目的情況下，程序的類型得到的是，如由編譯器，Seq[Unit]確定 - 這是現在一個Seq具有環構件的產品的長度。因此，您應始終使用foreach來指示導致Unit結果的效應。

Answer 3

我將從引用開始Scala編程。 「每個表達式都可以用三個高階函數map，flatMap和filter來表示。這部分描述了Scala編譯器也使用的翻譯方案。「 http://www.artima.com/pins1ed/for-expressions-revisited.html#23.4

因此，您注意到for-loops的原因並不多，因爲它們在技術上並不需要，而且對於表達式你看到的僅僅是語法糖，編譯器會翻譯成一些等價的語法。上面的鏈接中列出了將表達式翻譯成map/flatMap/filter表達式的規則：

一般來說，在函數式編程中，沒有索引變量可以進行變異，這意味着通常會大量使用函數調用（通常以遞歸的形式），比如列表摺疊而不是一段時間或循環。

對於使用列表摺疊來代替while/for循環的一個很好的例子，我推薦Tony Morris的「向你自己解釋列表摺疊」。 https://vimeo.com/64673035

如果一個函數是尾遞歸的（用@tailrec表示），那麼它可以進行優化，以避免在遞歸函數中高度使用堆棧。在這種情況下，編譯器可以將尾遞歸函數轉換爲「while循環等效」。

要回答問題1的第二部分，有些情況下可以說一個for表達式更清楚（儘管肯定也有相反的情況。）一個這樣的例子在Coursera.org課程「Scala的函數編程」由馬丁·奧德斯基博士：

for { 
    i <- 1 until n 
    j <- 1 until i 
    if isPrime(i + j) 
} yield (i, j) 

可以說是比

(1 until n).flatMap(i => 
    (1 until i).withFilter(j => isPrime(i + j)) 
    .map(j => (i, j))) 

更清晰欲瞭解更多信息，請查閱馬丁·奧德斯基博士的「函數式編程使用Scala」當然在Coursera.org上。第6.5講「For的翻譯」特別詳細討論了這一點。

而且，作爲一個快速側面說明，在您的例子中，你使用

mapper.map(x => println(x)) 

人們普遍所接受使用的foreach在這種情況下，因爲你有副作用的意圖。此外，還有手短

mapper.foreach(println) 

至於第二個問題，這是更好地使用地圖功能替代循環（尤其是當有突變的循環），因爲地圖是一個功能，它可以由。而且，一旦熟悉並習慣使用地圖，就很容易推理。