Java 8 函数编程核心简述

2018-05-29 本文已影响0人 wydnpu

参考:

Java 8实战

Java 8函数式编程-图书-图灵社区

深入探索Java 8 Lambda表达式

前言

目前在开发中已经大量使用 Java8，尤其是 steam 和 lambda 表达式，但没有完整学习。趁着有时间，好好梳理下，于是有了这篇简短的记录，本文只是一个简短的、思考方式的记录。

详细的请参考：函数式编程 - CoolShell

首先，来看一下什么是函数式编程？
wiki中定义：函数式编程是一种编程模型，将 计算机运算看做是数学中函数的计算，并且避免了状态以及变量的概念。也就是将数学上的函数与编程中的函数等同，数学上的函数：y = F(x)，这需要满足几个条件：

除了纯粹的函数式语言，比如Lisp，大部分支持函数式编程的语言本身都是有变量的、无法限制状态的，但是同样在实现时注意，就可以满足条件1和2，比如:

int add(int a, int b) {
  return a + b;
}

对 Java 来说满足1、2条件也是如此，需要从实现层面保证。

但是函数本身需要可以传递，比如 Python 中可以直接将函数赋值给变量，但是 Java 中是无法直接传递函数的，Java 中甚至没有独立存在的方法，一切都是面向对象的，方法必须归属与某个对象。如何解决？

代码中最核心(至少是之一)要处理的是: 处理数据集

Java8 之前如何处理？简单来说，就是for/while等循环处理

比如: 使用 for 循环计算来自伦敦的艺术家人数

int count = 0;
for (Artist artist : allArtists) {
    if (artist.isFrom("London")) { 
        count++;
    } 
}

而函数式编程的强项就在于此:

long count = allArtists.stream()
                        .filter(artist -> artist.isFrom("London"))
                        .count();

Java 8 最核心的就是使 Pipeline/Stream 方式能在 Java 中使用了，为了达成这个目标：

首先需要一个管道
- Unix 操作系统支持Pipeline
- Java 8 提供了 Stream
管道需要输入 -- 为了简化转换 Stream 所以：
- 提供了of iterate 等静态方法
- Collection、IO 等库都添加了转变为 Stream的支持，为了保持兼容，接口引入 default
管道中需要真正处理
3.1 流操作 - 提供各自通用/常用的数据集转换/映射
3.2 函数接口 - 提供真正的数据操作逻辑
- lambda 表达式支持成了必然，而 Java 中函数并不是第一等级的，所以使用 Interface 的方式进行了曲线支持
- 因此就需要预先定义一堆函数式接口，为了防止二意，函数式接口只能有一个抽象方法
- 为了避免错误，引入 @FunctionalInterface 注解
最终，流需要输出
- 收集器，将流转换成值/数据结构/分割

从这个角度来说，Java 8 提供的不是函数式编程，而是提供了 面向流程/行为的数据集处理

Java-functional.png

上面已经提到 lambda 表达式，如果没有这个，之前要 Java 要怎么做？匿名类，比如：

Runnable r = new Runnable() {  
    @Override  
    public void run() {  
        System.out.println("Hello");  
    }  
};  
r.run();

匿名类有一些问题，个人认为最核心就两个：

但是 lambda 表达式本身并不是重点，重点是为何需要引入 lambda 表达式？上面匿名类的问题一直存在，之前好像也能凑合，但是在引入 Stream 之后，倾向就是让开发人员大量使用，这时候这些问题就成了致命问题。

我们来看，Java 8 开始引入函数式编程，但是其和其它语言对函数式编程支持有差别：

看得出来，Java 的设计架构人员还是非常智慧的，也是非常实际的。这是好事！