12 3 2 篩選和對映

12.3.2 篩選和對映

篩選和對映是兩個最常用的序列處理運算子。在第 6 章，我們用它們處理過 f# 的函式式列表，和在 c# 中的泛型 .net list型別。linq 庫的 where 和 select 擴充套件方法已經可以處理序列，在 f# 中，我們可以使用兩個來自 seq 模組（即 seq.map 和 seq.filter）的函式來達到相同的效果。

使用高階函式

使用 f# 中的 seq 模組與處理 list 相同，我們已經看到過，如何在 c# 中使用 linq 擴充套件方法。使用列表和序列，有乙個顯著區別：序列是延遲的。處理的**直到我們從返回序列中取元素時才執行，即使在當時它只做需要的工作，為了返回使用的結果，也是一樣。我們用簡單的**段來演示一下：

var nums1 =

nums.where(n => n%3 == 0)

.select(n => n * n)

let nums1 =

nums |> seq.filter (fun n -> n%3=0)

|> seq.map (fun n -> n * n)

當我們執行這段**時，它不會處理任何元素；它只建立乙個物件，表示這個序列，可以用於訪問元素。這也意味著：值 nums 可以是無窮的數字序列。如果我們只訪問序列的前 10 元素，**將正常工作，因為篩選和對映都是延遲處理資料的。

你可能已經熟悉使用高階處理函式，當我們在第 6 章中廣泛討論之後，在整本書中，提供了很多的例子。在本章中，我們將轉而討論一下表達替代工作流的其他方法。

使用查詢和序列表示式

在 c# 3.0 中，我們可以使用新的查詢表示式語法，來寫有關對映和篩選資料的操作。查詢表示式支援許多其他運算子，但我們會只關注對映和篩選，以顯示函式技術和 f# 功能。

雖然 f# 沒有提供專門的查詢表示式的支援，仍可以輕鬆地寫對映和篩選資料的查詢，使用序列表示式。這是由於序列表示式可以在 f# 中任意位置使用，而不是僅僅作為返回序列的函式實現。清單 12.9 顯示了我們我們前面的示例，如何使用 c# 中的查詢和 f# 中的序列表示式來實現的。

listing 12.9 filtering and projecting sequences in c# and f#

c#f#

var nums1 =

from n in nums

where n%3 == 0

select n * n;

let nums1 = seq

在 c# 中，查詢表示式和迭代器是完全不同的，但 f# 中的序列表示式顯示它們從概念上講如何相關。查詢表示式中的每個部分在 f# 中都有等效結構，但它總是更加一般：from 子句是由簡單的 for 迴圈取代，where 子句由 if 條件取代，select 子句與 yield 語句相對應，對映表示為乙個通常的計算。

c# 查詢表示式語法還支援一些其他的運算子，用 f# 序列表示式不容易表達。這意味著，c# 版本功能更強大，但 f# 實現更加統一。

要注意 c# 查詢表示式和 f# 序列表示式內部是如何工作。c# 查詢表示式以明確的方式轉化成一系列呼叫，比如：where、select、selectmany、join 和 groupby，使用 lambda 表示式。這些通常是擴充套件方法，但不一定，編譯器不關心查詢表示式的意思，只要翻譯的**是有效的就行。這個「資料來源不可知論（data source agnosticism）"對於資料處理技術至關重要，比如 linq to objects，和 linq to sql，我們不久將使用它，來展示查詢語法如何能用於處理其它種類的值。

另一方面，序列表示式可以用來表達更加複雜和通用的結構。我們可以複製 yield 結構，把來自資料來源的乙個專案返回為兩個元素。這使用 c# 中的迭代器可以很容易實現，但是，使用查詢語法，不可能表達"內聯"轉換。

linq 中的其他查詢運算子

在 c# 3.0 中，查詢表示式語法是專為從各種資料來源檢索和格式化資料的，因此，它包括的操作不止對映和篩選。這些操作符主要就為此目的，在 f# 中並沒有專門的對應語法。所有這些標準運算子可以作為常規的高階函式，來操作序列。例如，排序資料：

var q =

from c in customers

orderby c.name

select c;

let q =

customers

|> seq.sortby (fun c -> c.city)

作為給 seq.sortby 運算子的第乙個引數的函式，指定在比較兩個元素時，應該處理元素的哪個屬性。在 c# 的查詢語法中，這對應於跟在 orderby 子句後的表示式。c# 編譯器使用 lambda 函式，將此表示式轉換為對標準orderby 方法的呼叫。f# 中作為高階函式使用的另乙個操作是分組：

var q =

from c in customers

group c by c.city;

let q =

customers

|> seq.groupby (fun c -> c.city)

要地一上序列分組，需要指定乙個函式返回鍵值，表示乙個元素所屬的組。c# 再次有專門的語法，但在 f# 的**段中，我們使用標準的 lambda 函式。

在這些示例中，兩個版本的**看起來是合理的。然而，當我們需要寫 f# 的**，一些操作需要把對映和篩選混到一起，只能使用高階函式來寫，那麼，等效的 c# 查詢表示式會更容易理解。

在 f# 編譯器中，序列表示式的實現進行了優化，但是，如果沒有這些優化，它可能與 c# 查詢表示式一樣執行。任意乙個序列表示式，可以轉化為乙個標準的函式呼叫序列。類似於 c#，我們可以提供這些函式的自定義實現，這樣，可以更深入理解在 f# 中轉換是如何工作的。f# 語言使用數量很少的操作，嚴重依賴於單個操作，被稱為平面對映（flattening projection）。

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