Swift高阶函数flatMap

在 Swift 中，flatMap 是一种用于处理集合、可选值以及其他嵌套数据结构的方法，主要作用是将嵌套的数据结构“展开”，并对每个元素应用变换操作。

flatMap 的作用和区别

与 map 类似，flatMap 对集合或可选值中的每个元素应用指定的变换。

与 map 不同的是，如果变换操作的结果是一个集合或可选值，flatMap 会将结果“扁平化”，从而消除一层嵌套。

适用场景

1、处理嵌套集合（例如二维数组）。

2、处理可选值嵌套。

3、展开和过滤某些数据类型。

flatMap 用于集合

1、处理嵌套集合

let nestedArray = [[1, 2, 3], [4, 5], [6]]
let flattenedArray = nestedArray.flatMap { $0 }
print(flattenedArray) // [1, 2, 3, 4, 5, 6]

这里 flatMap 将嵌套的二维数组“展平”成一维数组。

2、过滤并转换

let numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
let evenNumbers = numbers.flatMap { $0 % 2 == 0 ? [$0] : [] }
print(evenNumbers) // [2, 4]

通过返回一个数组的方式，flatMap 可以同时实现过滤和转换。

flatMap 用于可选值

1、处理嵌套的可选值

let optionalValues: [Int?] = [1, nil, 3, nil, 5]
let flattenedValues = optionalValues.flatMap { $0 }
print(flattenedValues) // [1, 3, 5]

这里 flatMap 自动移除了 nil 值。

注意：在 Swift 4.1 中，compactMap 替代了 flatMap 处理可选值的功能，结果完全相同。

可能会存在如下报错：

'flatMap' is deprecated: Please use compactMap(_:) for the case where closure returns an optional value
Use 'compactMap(_:)' instead

这表示处理可选值的功能应该使用compactMap进行替代。

等价的写法：

let flattenedValues = optionalValues.compactMap { $0 }

flatMap 用于字符串处理

当有一组字符串并希望将其分解为单个字符数组时，可以使用 flatMap。

let words = ["Hello", "World"]
let characters = words.flatMap { $0 }
print(characters) // ["H", "e", "l", "l", "o", "W", "o", "r", "l", "d"]

这里 flatMap 将每个字符串分解为字符数组，然后将所有的字符数组“展平”成一个数组。

flatMap 和 map 的区别

1、带嵌套集合

let nestedArray = [[1, 2, 3], [4, 5], [6]]
let mappedArray = nestedArray.map { $0 }
print(mappedArray) // [[1, 2, 3], [4, 5], [6]]

let flattenedArray = nestedArray.flatMap { $0 }
print(flattenedArray) // [1, 2, 3, 4, 5, 6]

map 保留嵌套结构，flatMap 会“展开”嵌套结构。

2、处理可选值

let numbers = [1, 2, nil, 4]
let mappedNumbers = numbers.map { $0 }
print(mappedNumbers) // [Optional(1), Optional(2), nil, Optional(4)]

let flattenedNumbers = numbers.flatMap { $0 }
print(flattenedNumbers) // [1, 2, 4]

map 保留了 Optional 的结构，compactMap（或者 flatMap 在 Swift 4.0 中）移除了 nil。

flatMap 结合自定义类型

如果有自定义的容器类型，也可以实现 flatMap 的行为。

struct Box<T> {
    let value: T
    
    func flatMap<U>(_ transform: (T) -> Box<U>) -> Box<U> {
        return transform(value)
    }
}

let box = Box(value: 42)
let newBox = box.flatMap { Box(value: $0 * 2) }
print(newBox.value) // 84

这里 flatMap 将 Box 的值应用变换，并返回一个新的 Box。

总结

flatMap 的主要作用是消除嵌套层级。

用于集合时：将嵌套的集合“展平”。

用于可选值时：移除 nil。

从 Swift 4.1 开始，compactMap 更适用于可选值的处理，flatMap 更适用于集合或自定义类型。

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Swift高阶函数compactMap：https://fangjunyu.com/2024/12/21/swift%e9%ab%98%e9%98%b6%e5%87%bd%e6%95%b0compactmap/