Introdução e casos de uso: Map, Filter e Reduce.

Postado por Ezequiel França em 13/03/2017

Ezequiel França (@ezefranca) é desenvolvedor iOS, postador de piadas no Slack e também entusiasta de Internet das Coisas e mundo Maker.

O mundo iOS é gigantesco, e cada dia mais temos opções e alternativas, que vão desde a programação reativa, até a programação funcional propriamente dita.

Para chegar lá não existe mágica, e alias, não que estes paradigmas vão resolver tudo, mas devemos pensar em evoluir a cada dia.

Bem, eu geralmente gosto de escrever sobre o que me fez falta. Quando falamos em Map, Filter e Reduce, principalmente para um desenvolvedor junior é como se estivéssemos falando em uma bicho de sete cabeças. Acredito que isso naturalmente seja resultado de como programção é ensinada, tópicos como programação funcional são típicos de cursos de Ciência ou Engenharia da Computação (ou Matemática), por terem um rigor matemático maior. Entretanto para entender e utilizar muitos destes recursos você não precisa ter estudado Cálculo IV ou ter muitos e muitos anos de programação para entender.

A ideia deste artigo é justamente essa, mostrar alguns casos onde podemos utilizar estes conceitos funcionais, para facilitar ou deixar mais legível o tratamento de alguns tipos de dados.

Teoria: Função de ordem superior

Uma função de ordem superior é uma função que:

• tem outra função como argumento, ou • produz uma função como resultado.

Por enquanto é isso. Vamos entender melhor com exemplos.

Map

O Map faz um loop sobre uma coleção (um array por exemplo) e aplica a mesma operação a cada elemento da coleção. Vamos exemplificar. Digamos que temos um array com notas de alunos e queremos conceder um ponto extra para cada aluno. Poderiamos facilmente fazer um for e acrescentar cada elemento:


var alunosNotas = [4, 5, 7, 9, 6, 10, 3]

// Adicionar 1 a todos valores de um array de notas de alunos

var novaNotas:[Int] = []

/* Percorre todo array de alunosNotas, adiciona 1 ao valor em seguida adiciona
    no array novasNotas este elemento.
 */
for nota in alunosNotas {
    let novaNota = nota + 1
    novaNotas.append(novaNota)
}

Com isso teriamos no array novaNotas as notas acrescidas de um ponto. A ideia central do map é essa, fazer um loop sobre uma coleção, então vejamos como ficaria utilizando o map para fazer a mesma operação:


// Uma das váriações de sintaxes do map, utilizando closures

var alunosNotas = [4, 5, 7, 9, 6, 10, 3]

alunosNotas = alunosNotas.map({(nota:Int) -> Int in
    return nota + 1
})

Além da forma mostrada acima, podemos utilizar o map com a syntax sugar com $ (minha favorita), onde $0 é o elemento atual, $1 próximo elemento e assim sucessivamente:


var alunosNotas = [4, 5, 7, 9, 6, 10, 3]
alunosNotas = alunosNotas.map {$0 + 1}

Existem ainda outras formas de escrever o map, mas em todas elas a ideia central será percorrer uma coleção e retornar uma função em cada elemento.

Quando não utilizar map ?

Existem algumas situações onde utilizar map não seja uma boa escolha, como por exemplo, quando você não precisa percorrer a coleção inteira ou precisa interroper o loop em algum momento. Além disso não é recomendado utilizar em coleções muito, MUITO grandes.

Filter

Faz um loop sobre uma coleção e retorna uma coleção que contém elementos que atendem a uma condição. Vamos exemplificar. Digamos que temos o nosso mesmo array com as notas dos alunos e queremos filtar apenas os alunos aprovados. Para ser aprovado é necessario que o aluno tenha uma nota 5.0 ou maior. Poderiamos facilmente fazer um for e comparar cada elemento:


var alunosNotas = [4, 5, 7, 9, 6, 10, 3]

// Adicionar 1 a todos valores de um array de notas de alunos

var aprovadosNotas:[Int] = []

/* Percorre todo array de alunosNotas, adiciona 1 ao valor em seguida adiciona
    no array novasNotas este elemento.
 */
for nota in alunosNotas {
    if nota >= 5 {
    	aprovadosNotas.append(novaNota)
    }
}

Com isso teriamos no array aprovadosNotas as notas dos alunos aprovados. A ideia central do filter é essa, fazer um loop sobre uma coleção e aplicar un “filtro” nela, então vejamos como ficaria utilizando o filter para fazer a mesma operação. Podemos utilizar o filter com a sintaxe de $ vista anteriormente:

// Verifica se a nota é >= a 5

var alunosNotas = [4, 5, 7, 9, 6, 10, 3]
alunosNotas = alunosNotas.filter { $0 >= 5 }

Assim como map, existem ainda outras formas de escrever o filter, mas em todas elas a ideia central será a mesma, filtrar os elementos de uma coleção, baseado em uma condição.

Reduce

Combina todos os itens de uma coleção para criar um único valor. Vamos supor que precisamos obter a soma de todas as notas dos alunos, uma solução seria implementar outro loop For-In:


var alunosNotasReduce = [4, 5, 7, 9, 6, 10, 3]

var soma = 0

/* Percorre todo array de alunosNotasReduce, e a cada elemento soma ele mesmo com a variavel soma */

for nota in alunosNotasFilter {
    soma += nota
}

Com isso teriamos no valor soma a soma das notas dos alunos, essa é a ideia central do reduce.


// Uma das sintaxes do reduce, utilizando $, onde ele recebe a closure com a operação e o valor inicial (nesse caso 0).

var alunosNotas = [4, 5, 7, 9, 6, 10, 3]
soma = 0
soma = alunosNotas.reduce (0, {$0 + $1})

Além da forma mostrada acima, podemos utilizar o reduce com uma sintaxe mais simples, passando o valor inicial e a operação que vai ocorrer entre cada elemento:


soma = 0
soma = alunosNotas.reduce (0, +)

Este artigo tem a intenção de ser um primeiro passo na utilização das funções de ordem maior. Além das mencionadas aqui, ainda temos o flatMap (a qual não será abordada, entretanto com vasta fonte na internet) e também temos as operações em cadeia, ou seja, a possibilidade de combinar todas essas funções.

Revisão

Map : Retorna uma coleção contendo resultados de se aplicar uma transformação para cada item, map vai mapear sua coleção inteira.

Filter : Retorna uma coleção contendo apenas os itens que correspondem a uma condição de filtro.

Reduce : Retorna um único valor calculado através da sua coleção. Reduz sua coleção a um unico valor.

Brincadeiras a parte, espero que tenham gostado e que encontrem situações onde estas funções possam facilitar seu dia-a-dia, ou até mesmo ajudar você entender o código de outro desenvolvedor.

Todos os exemplos estão neste playground.

Obrigado e até a próxima 😉!

Referências