3-5.【函数式编程】讨论 map、flatMap、compactMap 的使用场景和效率差异。

1️⃣ map

作用：对集合（数组、可选等）中的每个元素应用闭包，生成一个同样结构的新集合。

• 不会去掉 nil
• 不会扁平化嵌套数组

适用场景：

• 纯转换操作，例如把数字转成字符串、平方、加前缀等

示例：

let numbers = [1, 2, 3]
let strings = numbers.map { "Number ($0)" }
print(strings) // ["Number 1", "Number 2", "Number 3"]

• 可选类型：

let number: Int? = 5
let doubled = number.map { $0 * 2 }
print(doubled) // Optional(10)

效率：

• 遍历整个集合，每个元素调用一次闭包
• 不做额外过滤或扁平化，所以最轻量，效率高

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2️⃣ flatMap

flatMap 在 数组 和 可选类型 中行为不同：

数组

• 作用：映射数组元素并“扁平化”一层

• 常用于：

  • 将嵌套数组变成一维数组
  • 映射后返回数组，再扁平化

示例：

let nested = [[1, 2], [3, 4]]
let flattened = nested.flatMap { $0 }
print(flattened) // [1, 2, 3, 4]

let numbers = [1, 2, 3]
let repeated = numbers.flatMap { Array(repeating: $0, count: $0) }
print(repeated) // [1, 2, 2, 3, 3, 3]

可选类型

• 作用：避免可选嵌套（Optional<Optional>）
• 常用于链式可选操作

let str: String? = "123"
let number = str.flatMap { Int($0) }
print(number) // Optional(123)

效率：

• 数组 flatMap 多了一步扁平化，可能会创建新数组，比 map 略慢
• 可选 flatMap 基本等效于 map，只是避免多层 Optional

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3️⃣ compactMap

作用：类似 map，但会自动去掉返回值中的 nil

• 适合可选类型或可能返回 nil 的映射
• 相比 map + filter { $0 != nil } 更简洁

示例：

let strings = ["1", "two", "3", "four"]
let numbers = strings.compactMap { Int($0) }
print(numbers) // [1, 3]

• 可选类型示例：

let number: Int? = nil
let doubled = number.compactMap { $0 * 2 }
print(doubled) // []

效率：

• 遍历集合并在同一步去掉 nil
• 比 map + filter 高效，因为只遍历一次

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4️⃣ 使用场景总结

方法	返回类型	去 nil	扁平化	场景
map	同类型集合	❌	❌	普通转换，保留结构
flatMap (数组)	扁平化数组	❌	✅	嵌套数组扁平化，映射后数组
flatMap (Optional)	Optional	❌（自动解 Optional）	✅	链式可选操作，避免 Optional
compactMap	同类型集合（去掉 nil）	✅	❌	映射可能返回 nil 的值，自动过滤 nil

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5️⃣ 效率对比总结

• map 最轻量，直接遍历，不做额外操作
• compactMap 遍历一次，顺便过滤 nil，比 map + filter 快
• flatMap（数组）需要额外扁平化操作，比 map/compactMap 稍慢
• flatMap（Optional）效率与 map 接近

💡 经验法则：

1. 想保留元素结构 → 用 map
2. 想去掉 nil → 用 compactMap
3. 想扁平化嵌套数组 → 用数组 flatMap
4. 链式可选处理 → 用可选 flatMap