Kotlin編程實踐4章fold/reduce、tailrec

函數式編程

在算法中使用fold

使用fold函數可以將序列或集合規約爲單個值
fold函數是一種規約操作，可以應用於數組或可迭代對象
fold函數有兩個參數，一個是累加器的初始值，另一個是帶有兩個參數的函數，返回累加新值。經典實例是求和：

    fun sun (vararg nums :Int) = 
        nums.fold(0){acc,n->acc+n}

    fun sun (vararg nums :Int) = 
        nums.fold(0){acc,n->
            println("acc = $acc,n= $n")
            acc+n
        }
val numbers = intArrayOf(3,1,4,1,5,9)
sum(*numbers)

結果是：

acc = 0,n = 3
acc = 3,n = 1
acc = 4,n = 4
acc = 8,n = 1
acc = 9,n = 5
acc = 14,n = 9

變量acc被初始化爲fold的第一個參數，變量n接收集合的每個元素，而lambda表達式的結果acc+n是每次迭代中acc的新值。

使用reduce函數進行歸約

reduce函數與fold函數幾乎完全相同。
最大區別是，reduce沒有爲累加器提供初始值的參數，因此累加器使用集合中第一個值進行初始化。
空集合結果對應的結果是拋出異常。

fun dumReduce(vararg nums:Int) = 
    nums.reduce{acc,i -> acc +i}

使用reduce可能有另一種出錯方式。假設求和之前先乘2，但是reduce第一個用於初始化累加器沒有乘2，最後出錯。
僅當可用集合的第一個值初始化累加器且對其他值不執行任何其他處理時纔是用reduce

使用尾遞歸

添加tailrec關鍵字

一般階乘的遞歸實現

fun recursiveFactorial(n:Long):BigInteger  =
    when(n){
        0L,1L -> BigInteger.ONE
        else -> BigInteger.valueOf(n)*recursiveFactorial(n-1)
    }

每一次遞歸都會將新棧添加到調用棧，以至於最後該進程可能會內存溢出。（OpenJdk 1.8上默認爲1024字節）

尾遞歸無需將新棧添加到調用棧即可實現。

@JvmOverloads    //該註解允許在java中只使用一個參數調用該函數
tailrec fun factorial(n:Long,acc:BigInteger = BigInteger.ONE):BigInteger =
    when(n){
        0L -> BigInteger.ONE
        1L -> acc
        else - > factorial(n-1,acc*BigInteger.valueOf(n))
    }

上面方法反編譯java如下

public static final BigInteger factorial(long n,BigInteget acc){
    while(true){
        BigInteger result;
        if(n==0L){
            result = BigInteger.ONE;
        }else{
            if(n!=1L){
                result = result.multiply(BigInteger.valueOf(n));
                n = n-1L;
                continue;
            }
        }
        return result;
    }
}

使用tailrec修飾符的使用規則：
該函數必須將調用它自己作爲最後一步操作
不能再try/catch/finally中使用
尾遞歸僅在JVM後端支持