可组合、可转换、可控制的随机性。
Swift的随机性API功能强大且易于使用。它允许我们从许多基本类型创建随机值,如布尔值和数字类型,并允许我们随机打乱数组和从集合中随机选取元素。
然而,它并不容易让我们扩展随机性API,也没有提供一个可组合的API,这本可以让我们从更简单的部分创建复杂类型的随机性。
Gen是Swift随机性API的一个轻量级封装,它使得构建任何类型值的自定义生成器变得容易。
Gen的同名类型Gen
负责生成随机值。大多数情况下,你会使用Gen
内的静态变量来获取一个Gen
值:
Gen.bool // Gen<Bool>
Gen
不会立即生成随机值,而是描述了一个可以通过调用其run
方法生成的随机值:
let myGen = Gen.bool // Gen<Bool> myGen.run() // true myGen.run() // true myGen.run() // false
Swift自带的每个随机函数在Gen
上也有对应的静态函数:
Swift的API | Gen的API |
---|---|
Int.random(in: 0...9) | Gen.int(in: 0...9) |
Double.random(in: 0...9) | Gen.double(in: 0...9) |
Bool.random() | Gen.bool |
[1, 2, 3].randomElement() | Gen.element(of: [1, 2, 3]) |
[1, 2, 3].shuffled() | Gen.shuffle([1, 2, 3]) |
将随机性封装在Gen
类型中的强大之处在于我们可以使Gen
类型可组合。例如,一个整数生成器可以通过简单应用map
函数转换为数字字符串的生成器:
let digit = Gen.int(in: 0...9) // Gen<Int> let stringDigit = digit.map(String.init) // Gen<String> stringDigit.run() // "7" stringDigit.run() // "1" stringDigit.run() // "3"
这已经是Swift API本身没有提供的随机性形式。
Gen提供了许多用于生成新类型随机性的操作符,如map
、flatMap
和zip
,以及用于生成随机数组、集合、字典、字符串、分布等的辅助函数!例如,一个随机密码生成器只需几个操作符就可以实现。
// 使用随机字母和数字的生成器。 let password = Gen.letterOrNumber // 生成6个字符的字符串。 .string(of: .always(6)) // 生成3段这样的字符串。 .array(of: .always(3)) // 然后将它们连接起来。 .map { $0.joined(separator: "-") } password.run() // "9BiGYA-fmvsOf-VYDtDv" password.run() // "dS2MGr-FQSuC4-ZLEicl" password.run() // "YusZGF-HILrCo-rNGfCA"
这种组合方式使得生成任何类型的随机值变得简单。
// 使用`zip`组合生成器并构建结构。 let randomPoint = zip(.int(in: -10...10), .int(in: -10...10)) .map(CGPoint.init(x:y:)) // Gen<CGPoint>
但可组合性并不是Gen
类型出色的唯一原因。通过延迟随机值的创建直到调用run
方法,我们允许在需要确定性的情况下控制随机性,比如在测试中。run
方法有一个重载版本,它接受一个RandomNumberGenerator
值,这是Swift的协议,为其随机性API提供支持。默认情况下,它使用SystemRandomNumberGenerator
,这是一个很好的随机性来源,但我们也可以提供一个可播种的"伪"随机数生成器,这样我们就可以在测试中得到可预测的结果:
var xoshiro = Xoshiro(seed: 0) Gen.int(in: 0...9).run(using: &xoshiro) // "1" Gen.int(in: 0...9).run(using: &xoshiro) // "0" Gen.int(in: 0...9).run(using: &xoshiro) // "4" xoshiro = Xoshiro(seed: 0) Gen.int(in: 0...9).run(using: &xoshiro) // "1" Gen.int(in: 0...9).run(using: &xoshiro) // "0" Gen.int(in: 0...9).run(using: &xoshiro) // "4"
这意味着在应用程序中利用随机性时,你不必牺牲可测试性。
关于使用Gen构建复杂随机性的更多示例,请参见我们关于创建Zalgo生成器的博客文章和我们关于创建生成艺术的两部分视频系列(第1部分和第2部分)。
如果你想在使用SwiftPM的项目中使用Gen,只需在Package.swift
中添加一个dependencies
子句即可:
dependencies: [ .package(url: "https://github.com/pointfreeco/swift-gen.git", from: "0.4.0") ]
这些概念(以及更多)在Point-Free中得到了深入探讨,这是一个由Brandon Williams和Stephen Celis主持的探索函数式编程和Swift的视频系列。
该库的设计在以下Point-Free剧集中得到了探讨:
所有模块均在MIT许可证下发布。详情请见LICENSE。
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