scala的 collect和map

Scala 中的 map 與 collect
團隊號 ScalaFans 做者 張逸
原文連接

在Scala中，當我須要對集合的元素進行轉換時，天然而然會使用到map方法。而當咱們在對tuple類型的集合或者針對Map進行map操做時，一般更傾向於在map方法中使用case語句，這比直接使用_1與_2更加可讀。例如：

val languageToCount = Map("Scala" -> 10, "Java" -> 20, "Ruby" -> 5)
languageToCount map { case (_, count) => count + 1 }

然而對於上述場景，其實咱們也可使用collect方法：

languageToCount collect { case (_, count) => count + 1 }

效果徹底相同。

我不多在項目中調用collect方法，且這個方法命名的意圖也不是特別明顯，至少在函數式編程的語境下，map彷佛更爲通用。今天在閱讀Neal Ford的Functional Thinking時，看到書中給出的這樣一個案例：

List(1, 3, 5, "seven") map { case i: Int => i + 1 } //won't work
//scala.MatchError: seven (of class java.lang.String)
List(1, 3, 5, "seven") collect { case i: Int => i + 1 } //it works

爲何一樣的case語句，放在collect中是正確的，放在map中就會拋出MatchError錯誤呢？我這纔想到去查閱Scala的API文檔，發現這個兩個函數的定義存在本質上的區別：

def map[B](f: (A) ⇒ B): List[B]

def collect[B](pf: PartialFunction[A, B]): List[B]

兩個方法的定義一模一樣，區別就在於前者接收的是一個函數類型的參數，然後者接收的是一個偏函數（partial function）類型的參數：

    map: Builds a new collection by applying a function to all elements of this list.

    colect: Builds a new collection by applying a partial function to all elements of this list on which the function is defined.

case語句實際上是偏函數定義的語法糖，當咱們編寫一個case語句時，其實等同於建立了一個具備apply與isDefineAt方法的偏函數對象。因爲偏函數實質是函數的一種實例，所以能夠將case語句傳遞給map方法，但它此時扮演的是一個普通的匿名函數，而非偏函數。所以，map方法在調用該函數對象的apply方法以前，並無調用isDefineAt方法判斷參數值是否認義。

咱們能夠對比map方法和collect方法的實現：

def map[B, That](f: A => B)(implicit bf: CanBuildFrom[Repr, B, That]): That = {
  def builder = {
      val b = bf(repr)
      b.sizeHint(this)
      b
  }
  val b = builder  
  for (x <- this) b += f(x)  
  b.result
}

def collect[B, That](pf: PartialFunction[A, B])(implicit bf: CanBuildFrom[Repr, B, That]): That = {
   val b = bf(repr)
   for (x <- this) if (pf.isDefinedAt(x)) b += pf(x)  
   b.result
}

在調用map方法時，一旦遍歷到值"seven"，並調用f(x)，由於類型不符合模式匹配中的Int類型，致使拋出MatchError錯誤。而collect方法在調用pf(x)以前，調用了pf的isDefinedAt(x)做了一次過濾。

若是在前面的map例子中再增長一個case子句，對String類型的值進行處理，則case語句就從偏函數變成了知足全部條件的「全」函數：

List(1, 3, 5, "seven") map {
  case i: Int => i + 1
  case s: String => s.length
}

獲得的結果爲：

List[Int] = List(2, 4, 6, 5)

因爲collect方法接收的是一個偏函數類型，因此它並不能接收一個lambda表達式：

List(1, 3, 5, "seven").collect(i => i + 1)

會拋出：

error: missing parameter type

補充：

咱們在使用collect時，能夠利用偏函數的原理，同時實現filter與map的特性。例如：

List(1, 2, 3, 4, 5, 6) collect { case i if i % 2 == 0 => i * i }

這段代碼至關於：

List(1, 2, 3, 4, 5, 6).filter(i => i % 2 == 0).map(i => i * i)

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