10-枚舉類型和流 · Elixir 程序設計

10-枚舉類型和流 ================== [枚舉對象](#101-%E6%9E%9A%E4%B8%BE%E7%B1%BB%E5%9E%8B) [積極vs懶惰](#102-%E7%A7%AF%E6%9E%81vs%E6%87%92%E6%83%B0) [流](#103-%E6%B5%81) ## 10.1-枚舉類型 Elixir提供了枚舉類型（enumerables）的概念，使用[Enum模塊]()操作它們。我們已經介紹過兩種枚舉類型：列表和圖。 ``` iex> Enum.map([1, 2, 3], fn x -> x * 2 end) [2, 4, 6] iex> Enum.map(%{1 => 2, 3 => 4}, fn {k, v} -> k * v end) [2, 12] ``` Enum模塊為枚舉類型提供了大量函數來變化，排序，分組，過濾和讀取元素。 Enum模塊是開發者最常用的模塊之一。 Elixir還提供了范圍（range）： ``` iex> Enum.map(1..3, fn x -> x * 2 end) [2, 4, 6] iex> Enum.reduce(1..3, 0, &+/2) 6 ``` 因為Enum模塊在設計時為了適用于不同的數據類型，所以它的API被限制為多數據類型適用的函數。為了實現某些操作，你可能需要針對某類型使用某特定的模塊。比如，如果你要在列表中某特定位置插入一個元素，要用[List模塊](http://elixir-lang.org/docs/stable/elixir/List.html)中的List.insert_at/3函數。而向某些類型內插入數據是沒意義的，比如范圍。 Enum中的函數是多態的，因為它們能處理不同的數據類型。尤其是，模塊中可以適用于不同數據類型的函數，它們是遵循了[Enumerable協議](http://elixir-lang.org/docs/stable/elixir/Enumerable.html)。我們在后面章節中將討論這個協議。下面將介紹一種特殊的枚舉類型：流。 ## 10.2-積極vs懶惰 Enum模塊中的所有函數都是**積極**的。多數函數接受一個枚舉類型，并返回一個列表： ``` iex> odd? = &(rem(&1, 2) != 0) #Function<6.80484245/1 in :erl_eval.expr/5> iex> Enum.filter(1..3, odd?) [1, 3] ``` 這意味著當使用Enum進行多種操作時，每次操作都生成一個中間列表，直到得出最終結果： ``` iex> 1..100_000 |> Enum.map(&(&1 * 3)) |> Enum.filter(odd?) |> Enum.sum 7500000000 ``` 上面例子是一個含有多個操作的管道。從一個范圍開始，然后給每個元素乘以3。該操作將會生成的中間結果是含有100000個元素的列表。然后我們過濾掉所有偶數，產生又一個新中間結果：一個50000元素的列表。最后求和，返回結果。 >這個符號的用法似乎和F#中的不一樣啊... 作為一個替代，[流模塊](http://elixir-lang.org/docs/stable/elixir/Stream.html)提供了懶惰的實現： ``` iex> 1..100_000 |> Stream.map(&(&1 * 3)) |> Stream.filter(odd?) |> Enum.sum 7500000000 ``` 與之前Enum的處理不同，流先創建了一系列的計算操作。然后僅當我們把它傳遞給Enum模塊，它才會被調用。流這種方式適用于處理大量的（甚至是無限的）數據集合。 ## 10.3-流流是懶惰的，比起Enum來說。分步分析一下上面的例子，你會發現流與Enum的區別： ``` iex> 1..100_000 |> Stream.map(&(&1 * 3)) #Stream<[enum: 1..100000, funs: [#Function<34.16982430/1 in Stream.map/2>]]> ``` 流操作返回的不是結果列表，而是一個數據類型---流，一個表示要對范圍1..100000使用map操作的動作。另外，當我們用管道連接多個流操作時： ``` iex> 1..100_000 |> Stream.map(&(&1 * 3)) |> Stream.filter(odd?) #Stream<[enum: 1..100000, funs: [...]]> ``` 流模塊中的函數接受任何枚舉類型為參數，返回一個流。流模塊還提供了創建流（甚至是無限操作的流）的函數。例如，```Stream.cycle/1```可以用來創建一個流，它能無限周期性枚舉所提供的參數（小心使用）： ``` iex> stream = Stream.cycle([1, 2, 3]) #Function<15.16982430/2 in Stream.cycle/1> iex> Enum.take(stream, 10) [1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3, 1] ``` 另一方面，```Stream.unfold/2```函數可以生成給定的有限值： ``` iex> stream = Stream.unfold("he??o", &String.next_codepoint/1) #Function<39.75994740/2 in Stream.unfold/2> iex> Enum.take(stream, 3) ["h", "e", "?"] ``` 另一個有趣的函數是```Stream.resource/3```，它可以用來包裹某資源，確保該資源在使用前打開，在用完后關閉（即使中途出現錯誤）。--類似C#中的use{}關鍵字。比如，我們可以stream一個文件： ``` iex> stream = File.stream!("path/to/file") #Function<18.16982430/2 in Stream.resource/3> iex> Enum.take(stream, 10) ``` 這個例子讀取了文件的前10行內容。流在處理大文件，或者慢速資源（如網絡）時非常有用。 一開始Enum和流模塊中函數的數量多到讓人氣餒。但你會慢慢地熟悉它們。建議先熟悉Enum模塊，然后因為應用而轉去流模塊中那些相應的，懶惰版的函數。