12.3.3.2 直接使用平面映射

12.3.3.2 直接使用平面映射

 

首先，我们要看看平面映射到底是什么样子。通常，理解函数如何运行的第一步，就是研究类型签名。图 12.2 比较了 Seq.map（普通映射）和 Seq.collect（平面映射）的类型签名。

图 12.2 对于每个输入元素，普通映射返回一个元素，而平面映射，可以返回元素的任意集合。

 

提醒一下，类型签名中的 # 号，描述映射函数，传递给 collect，表示函数的返回类型不必一定是 seq <'b> 类型。在前一章，我们讨论过使用 # 号的类型声明，#seq<'b> 位置上可以用实现了 seq<'b> 接口的任何实际类型代替。这就是说，我们可以返回序列，或者 F# 列表、数组，或者甚至是自定义的集合类型。

现在，让我们看一下如何使用 Seq.collect 函数，重写前面的示例。通常，在序列表达式内部，可以用一个 Seq.collect 调用，替换每个 for 循环。这正是早期版本的 F# 编译器在编译序列表达式时所做的。在我们的示例中有两个嵌套的循环，因此要做两步转换。在清单 12.11 中，我们先替换外部循环。

 

清单12.11 用平面映射替换外层循环 (F# Interactive)

> entered |> Seq.collect (fun name–>     [1]

    seq { for (n, c) in cities do      [2]

              if (n = name) then

                yield sprintf "%s(%s)" n c });;

val it : seq<string> =

  seq[ "London (UK)"; "Cambridge (UK)"; "Cambridge (USA)"]

 

我们用平面映射替换了外层循环，在清单 12.11 中是 Seq.collect，用户输入的城市列表作为输入参数传递给它[1]。我们提供的 Lambda 函数，有一个城市的名字作为参数，然后，遍历所有已知城市的集合，找到包含该城市的国家[2]。搜索使用清单 12.10 中的序列表达式实现，但是删除了外层的循环。我们使用的 lambda 函数返回有关城市的序列，有指定的名字，Seq.collect 函数将所有这些连接在一起，返回一个结果序列。

现在，我们已经组合了函数调用和序列表达式，那么，再来看一下如何替换内层 for 循环，以完成转换。我们可以使用嵌套的 Seq.filter 和 Seq.map，或者，甚至更好，用 Seq.choose，它可以把两个操作组合成一个。我们将展示编译器所做的，因此，用平面映射替换每一个 for 循环，自然符合这样的规则。清单 12.12 显示的还是同样的处理代码，只使用了 Seq.collect 调用。

 

清单12.12 用两个平面映射替换循环 (F# Interactive)

> entered |> Seq.collect (fun name–> 

    cities |> Seq.collect (fun (n, c) –>     [1]

      if (n = name) then        |

        [ sprintf "%s (%s)" n c ]  | [2]

      else [] ));;               |

val it : seq<string> =

  seq[ "London (UK)"; "Cambridge (UK)"; "Cambridge(USA)" ]

 

外层调用与清单 12.11 中的相同，但是，在 lambda 函数内部，我们现在执行另一个 Seq.collect 调用[1]。嵌套的调用遍历所有的城市，对于每个城市，如果城市与输入的名称不匹配，则返回空列表；如果匹配，则返回包含一个元素的列表。可以发现，我们已经用返回包含一个元素列表的代码，替换了 yield 的使用。如果代码包含多个 yield，可能会返回更长的列表。还有一点值得注意，必须添加else 子句返回空列表；在序列表达式的内部，这是隐式的。

虽然 Seq.collect 函数有时是有用的，比如，用高阶函数写处理序列的代码，但是，真正的重要性在于，它能将任意序列表达式转换成函数调用。我们很快会看到，序列表达式是更通用的 F# 结构的特例，平面映射是定义序列表达式如何运行的原始基本操作；我们还会看到，在这一节所演示的转换，与那些可以自定义值的其他计算，运行方式是类似的。

我们前面提到过，可以利用映射和筛选实现嵌套循环[2]，但是，正如我们所知道的，序列表达式中的 for 循环，足以表达实现映射、筛选和联接，我们在这一节已经看到。现在，我们看一下在 C# 中的相同操作。