33 - 高阶函数 - 常见高阶函数 - map、filter、reduce

Lua 《高阶函数 - 常见高阶函数 - map、filter、reduce》

在 Lua 编程中，高阶函数是一种强大的编程概念，它允许函数接受其他函数作为参数，或者返回一个函数。其中，map、filter 和 reduce 是三个非常常见且实用的高阶函数，它们能帮助我们更高效地处理数据集合。接下来，我们将深入探讨这三个高阶函数。

1. map 函数

功能介绍

map 函数的主要作用是对集合中的每个元素应用一个给定的函数，并返回一个包含所有处理结果的新集合。简单来说，就是对集合中的每个元素进行相同的转换操作。

代码实现

-- 定义 map 函数
function map(func, list)
    local result = {}
    for _, value in ipairs(list) do
        table.insert(result, func(value))
    end
    return result
end
-- 示例函数：将元素乘以 2
function double(x)
    return x * 2
end
-- 测试数据
local numbers = {1, 2, 3, 4, 5}
-- 使用 map 函数
local doubled_numbers = map(double, numbers)
-- 输出结果
for _, num in ipairs(doubled_numbers) do
    print(num)
end

代码解释

• 首先，我们定义了 map 函数，它接受两个参数：一个函数 func 和一个列表 list。
• 在 map 函数内部，我们创建了一个空表 result 用于存储处理结果。
• 然后，使用 ipairs 遍历列表 list 中的每个元素，将每个元素传递给 func 函数进行处理，并将处理结果插入到 result 表中。
• 最后，返回 result 表。

2. filter 函数

功能介绍

filter 函数用于根据给定的条件过滤集合中的元素，返回一个只包含满足条件元素的新集合。

代码实现

-- 定义 filter 函数
function filter(func, list)
    local result = {}
    for _, value in ipairs(list) do
        if func(value) then
            table.insert(result, value)
        end
    end
    return result
end
-- 示例函数：判断元素是否为偶数
function is_even(x)
    return x % 2 == 0
end
-- 测试数据
local numbers = {1, 2, 3, 4, 5}
-- 使用 filter 函数
local even_numbers = filter(is_even, numbers)
-- 输出结果
for _, num in ipairs(even_numbers) do
    print(num)
end

代码解释

• 我们定义了 filter 函数，它接受一个函数 func 和一个列表 list 作为参数。
• 在 filter 函数内部，同样创建了一个空表 result 用于存储满足条件的元素。
• 遍历列表 list 中的每个元素，将元素传递给 func 函数进行判断，如果返回 true，则将该元素插入到 result 表中。
• 最后返回 result 表。

3. reduce 函数

功能介绍

reduce 函数用于将集合中的元素依次合并为一个单一的值。它接受一个二元函数和一个初始值作为参数，从左到右依次对集合中的元素应用该二元函数。

代码实现

-- 定义 reduce 函数
function reduce(func, list, initial)
    local accumulator = initial
    for _, value in ipairs(list) do
        accumulator = func(accumulator, value)
    end
    return accumulator
end
-- 示例函数：求和
function add(x, y)
    return x + y
end
-- 测试数据
local numbers = {1, 2, 3, 4, 5}
-- 使用 reduce 函数
local sum = reduce(add, numbers, 0)
-- 输出结果
print(sum)

代码解释

• 定义 reduce 函数，它接受一个二元函数 func、一个列表 list 和一个初始值 initial 作为参数。
• 将初始值赋值给 accumulator 变量。
• 遍历列表 list 中的每个元素，将 accumulator 和当前元素传递给 func 函数进行计算，并将结果更新到 accumulator 中。
• 最后返回 accumulator。

总结

通过使用 map、filter 和 reduce 这三个高阶函数，我们可以更简洁、高效地处理数据集合，提高代码的可读性和可维护性。在实际编程中，合理运用这些高阶函数能让我们的代码更加优雅。