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讀編程與型別系統筆記05_函式型別

2023-01-13 07:00:19 軟體設計

1. 策略模式

1.1. 在運行時從一組演算法中選擇某個演算法

1.1.1. 封裝一組演算法

1.1.2. 在運行時使用其中一個演算法

1.2. 把演算法與使用演算法的組件解耦

1.3. 面向物件實作

1.3.1. 慣例實作

1.3.2. IStrategy介面

1.3.3. ConcreteStrategy1類

1.3.4. ConcreteStrategy2類

1.3.5. 通過IStrategy介面使用演算法的Context類

1.3.6. 常見原因

1.3.6.1. 依賴介面的方法

1.3.6.2. 設計模式在20世紀90年代流行起來

1.3.6.3. 當時并不是所有主流編程語言都支持一等函式

1.4. 函式式實作

1.4.1. Context類

1.4.2. concreteStrategy1()函式

1.4.3. concreteStrategy2()函式

1.4.4. 更簡潔的實作

2. 函式的型別

2.1. 函式的簽名

2.2. 函式的實參型別和回傳型別決定了函式的型別

2.3. 兩個函式接受相同的實參,并回傳相同的型別

2.3.1. 函式具有相同的型別

3. 一等函式

3.1. 將函式賦值給變數,并像處理型別系統中的其他值一樣處理它們

3.2. 一等公民

3.2.1. 賦予它們與其他值相同的權利

3.2.2. 有型別

3.2.3. 可被賦值給變數

3.2.4. 可作為實參傳遞

3.2.5. 可被檢查是否有效

3.2.6. 在兼容的情況下可被轉換為其他型別

4. 狀態機

4.1. 有一組狀態,以及狀態之間的轉移

4.2. 以給定狀態(也叫作開始狀態)開始;如果滿足特定條件,就能轉移到另外一個狀態

4.3. 經典的狀態機

4.3.1. 將狀態集合定義為一個列舉

4.3.2. 跟蹤當前的狀態

4.3.3. 使用覆寫所有可能狀態的switch陳述句來獲得所希望的行為

4.3.4. 使用switch陳述句的狀態機

4.3.4.1. 缺點

4.3.4.1.1. 狀態沒有與想要在每種狀態下運行的邏輯聯系在一起
4.3.4.1.2. 狀態和轉移作為一個單獨的列舉進行維護,有不同步的風險

4.4. 使用函式的狀態機

4.4.1. 狀態完全是由一個函式來表示

4.4.2. 不需要單獨跟蹤狀態

4.4.2.1. 狀態與處理邏輯保持同步

4.4.2.2. 去掉了列舉

4.4.2.3. 去掉狀態屬性

4.4.2.4. 去掉處理轉交給合適方法的switch陳述句

4.4.3. 更簡潔的實作

4.4.3.1. 缺點:每種狀態關聯更多資訊要顯式宣告可能的狀態和轉移

4.5. 使用和型別的狀態機

4.5.1. 把每種狀態表示為一個單獨的型別

4.5.2. 整個狀態機表示為可能狀態的一個和型別

4.5.3. 把狀態機分解到型別安全的組件中

4.5.4. 比依賴函式的實作更長

4.5.4.1. 優點:允許我們在每種狀態中添加屬性和成員,把它們組合在一起

4.6. 不使用switch陳述句的狀態機

5. 延遲計算

5.1. 可以傳遞函式而不是傳遞實際的值,并在需要值的時候呼叫這些函式

5.2. 純粹的面向物件結構可以實作,但是代碼比函式式多得多

5.3. 許多函式式編程語言共有的特征

5.3.1. 所有內容都是盡可能晚計算的

5.4. lambda

5.4.1. 匿名函式

5.4.2. 一次性函式

5.4.2.1. 只會參考這種函式一次,所以為其命名就成了多余的作業

6. 立即計算

6.1. 立即得到并傳遞值,即使我們在以后決定丟棄該值

6.2. 命令式編程語言(如TypeScript、Java、C#和C++)

7. 一階函式

7.1. 普通函式

7.2. 接受一個或多個非函式實參并回傳一個非函式型別的“標準”函式

8. 高階函式

8.1. 定義:把所有接受或回傳其他函式的函式

8.1.1. 二階函式

8.1.1.1. 接受一個一階函式作為實參或者回傳一個一階函式的函式

8.1.2. 三階函式

8.1.2.1. 接受二階函式作為實參或者回傳二階函式的函式

8.2. 基礎演算法

8.2.1. map()

8.2.1.1. 給定某個型別的值的一個集合

8.2.1.2. 對其中每個值呼叫一個函式

8.2.1.3. 回傳結果集合

8.2.1.4. 自制map

8.2.1.4.1. 一個T陣列和一個函式作為實參
8.2.1.4.2. 該實參函式接受專案T作為實參,并回傳U型別的一個值
8.2.1.4.3. 函式把結果添加到一個U陣列中

8.2.1.5. C# System.Linq Select()

8.2.1.6. Java java.util.stream map()

8.2.2. filter()

8.2.2.1. 給定一個資料項集合和一個條件

8.2.2.2. 過濾掉不滿足該條件的資料項

8.2.2.3. 回傳滿足該條件的資料項集合

8.2.2.4. 自制filter

8.2.2.4.1. 輸入陣列的型別為T
8.2.2.4.2. 過濾函式接受T作為實參,并回傳boolean結果
8.2.2.4.2.1. 謂詞

8.2.2.4.2.1.1. 接受一個實參并回傳一個boolean的函式

8.2.2.4.3. 回傳過濾后的輸出

8.2.2.5. C# System.Linq Where()

8.2.2.6. Java java.util.stream filter()

8.2.3. reduce()

8.2.3.1. 將所有集合項合并為一個值

8.2.3.1.1. 創建一個初始值
8.2.3.1.2. 遍歷集合并把每個資料項與累積項合并,不斷累積結果
8.2.3.1.3. 遍歷完集合后回傳累積結果

8.2.3.2. 自制reduce

8.2.3.2.1. 泛型函式
8.2.3.2.1.1. 實參為T陣列
8.2.3.2.1.2. 實參T型別的一個初始值

8.2.3.2.1.2.1. 需要處理輸入陣列為空的情況

8.2.3.2.1.3. 實參一個接受兩個T型別的實參并回傳T型別的結果

8.2.3.3. C# System.Linq Aggregate()

8.2.3.4. Java java.util.stream reduce()

8.2.3.5. 沒有幺半群時

8.2.3.5.1. 考慮初始值是什么
8.2.3.5.2. 在哪個方向上進行縮減

8.3. 抽象代數

8.3.1. 處理集合以及集合上的操作

8.3.2. T值集合上的一個操作

8.3.2.1. 型別T的一個操作接受兩個T作為實參,并回傳另一個T,即(T, T) => T

8.3.3. 單位元

8.3.3.1. T的一個元素id

8.3.3.2. 操作op(x, id) == op(id, x) == x

8.3.3.3. id與其他任何元素合并起來,并不會改變其他元素

8.3.3.3.1. 操作是加法時,單位元是0
8.3.3.3.2. 操作是乘法時,單位元是1
8.3.3.3.3. 操作為字串連接時,單位元是“”(空字串)

8.3.4. 相關性

8.3.4.1. 操作的一個屬性

8.3.4.2. 對元素序列應用操作的順序并不重要,因為最終結果是相同的

8.3.4.3. op(x, op(y, z)) == op(op(x, y), z)

8.3.4.3.1. 加法
8.3.4.3.2. 乘法
8.3.4.3.3. 減法
8.3.4.3.4. 連接兩個字串的首字母

8.3.5. 幺半群(monoid)

8.3.5.1. 有一個單位元

8.3.5.2. 具有相關性

8.3.5.3. 不要求提供初始值

8.3.5.3.1. 在集合為空時默認使用單位元

8.3.6. 半群(semigroup)

8.3.6.1. 沒有單位元

8.3.6.1.1. 把初始值放到第一個元素的左邊或者最后一個元素的右邊很重要

8.3.6.2. 具有相關性

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