Java函数式编程原理以及实施
发布时间：2021-12-05 10:48:42 所属栏目：教程 来源：互联网
导读：一. 函数式编程 Java8所有的新特性基本基于函数式编程的思想，函数式编程的带来，给Java注入了新鲜的活力。 下面来近距离观察一下函数式编程的几个特点： 函数可以作为变量、参数、返回值和数据类型。 基于表达式来替代方法的调用 函数无状态，可以并发和独
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一. 函数式编程 Java8所有的新特性基本基于函数式编程的思想，函数式编程的带来，给Java注入了新鲜的活力。 下面来近距离观察一下函数式编程的几个特点： 函数可以作为变量、参数、返回值和数据类型。 基于表达式来替代方法的调用 函数无状态，可以并发和独立使用 函数无副作用，不会修改外部的变量 函数结果确定性；同样的输入，必然会有同样的结果。 下面jdk1.8里面对函数式编程的定义。只是一个 FunctionalInterface 接口。特别的简单。 1 @Documented 2 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 3 @Target(ElementType.TYPE) 4 public @interface FunctionalInterface {} 这个函数式接口有几点以下的限制： 唯一的抽象方法，有且仅有一个 (即所有的函数式接口，有且只能有一个抽象方法) 加上标注,则会触发JavaCompiler的检查。对于符合函数接口的接口，加不加都无关紧要，但是加上则会提供一层编译检查的保障。如果不符合，则会报错。 不能被覆盖之后，再声明为抽象方法，则不算抽象方法。例如接口实现了Object中的方法。 可用于lambda类型的使用方式 二. Java8新增函数式接口 Stream的操作是建立在函数式接口的组合之上的。Java8中新增的函数式接口都在java.util.function包下。这些函数式接口可以有多种分类方式。 2.1 Function Function是从T到R的一元映射函数。将参数T传递给一个函数，返回R。即R = Function(T) Function最常用的应该是 <R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper); 比如List<Person> person里面有age，name.... 我传入age，他就会返回age的集合给我。 @FunctionalInterface public interface Function<T, R> { R apply(T t); default <V> Function<V, R> compose(Function<? super V, ? extends T> before) { Objects.requireNonNull(before); return (V v) -> apply(before.apply(v)); } default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) { Objects.requireNonNull(after); return (T t) -> after.apply(apply(t)); } static <T> Function<T, T> identity() { return t -> t; } } 2.2 Predicate Predicate是一个谓词函数，主要作为一个谓词演算推导真假值存在，返回布尔值的函数。Predicate等价于一个Function的boolean型返回值的子集。 predicate最常用的莫过于 Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate); 比如我要过滤年龄 > 18 的人，我传入age，判断是否为true。为true则保留，false丢弃。 @FunctionalInterface public interface Predicate<T> { boolean test(T t); default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) { Objects.requireNonNull(other); return (t) -> test(t) && other.test(t); } default Predicate<T> negate() { return (t) -> !test(t); } default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) { Objects.requireNonNull(other); return (t) -> test(t) || other.test(t); } static <T> Predicate<T> isEqual(Object targetRef) { return (null == targetRef) ? Objects::isNull : object -> targetRef.equals(object); } } 2.3 Consumer Consumer是从T到void的一元函数，接受一个入参但不返回任何结果的操作。 Consumer最常用的肯定是 default void forEach(Consumer<? super T> action) {} 这是一段forEach循环的代码，传入实现的方法，并不返回任何值。只是循环。 @FunctionalInterface public interface Consumer<T> { void accept(T t); default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after) { Objects.requireNonNull(after); return (T t) -> { accept(t); after.accept(t); }; } } 三. Lambda表达式 3.1 基本语法 Lambda 的基本结构为 (arguments) -> body，有如下几种情况： 参数类型可推导时，不需要指定类型，如 (a) -> System.out.println(a) 当只有一个参数且类型可推导时，不强制写 (), 如 a -> System.out.println(a) 参数指定类型时，必须有括号，如 (int a) -> System.out.println(a) 参数可以为空，如 () -> System.out.println(“hello”) body 需要用 {} 包含语句，当只有一条语句时 {} 可省略 3.2 Lambda原理 比如如下代码： List<Integer> list = new ArrayList<>(); list.stream().filter((x) -> x >= 18) Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate); @FunctionalInterface public interface Predicate<T> { boolean test(T t); } 比如List里面存个个人的年龄，现在筛选出年龄大于等于18的人。 此时我们就可以用 list.stream().filter((x) -> x >= 18) 这就是一个典型的lambda表达式 (x) -> x >= 18 传给 Predicate 函数式接口。 原理其实是： JVM帮我们动态生成了一个内部类，然后这个内部类实现了 Predicate 这个函数式接口。 重写了里面的test方法。生成的类似如下： static final class Main$$Lambda$1 implements Predicate<Integer> { private Main$$Lambda$1() { } @Override public boolean test(Integer x) { return x >= 18; } } 3.3 Lambda用法 public class Main { public static void main(String[] args) { List<Integer> list = new ArrayList<>(); list.add(40); list.add(50); list.add(20); list.add(30); List<Integer> collect = list.stream().filter(x -> x >= 30) .map((x) -> x + 10).sorted((x, y) -> -x.compareTo(y)) .collect(Collectors.toList()); System.out.println(collect); } } 这个一段很典型的Lambda + Stream的用法。 list.stream()获取list的stream的流 filter筛选出年龄大于30的人 (里面是一个Predicate接口，返回真假) map做一个function映射 sort排序，里面是compartor 四. 总结 Lambda 表达式可以减少很多代码，能提高生产力。但也要理解其原理。比如3.3中的代码，为什么filter里面是断言表达式，map里面是function表达式。 这都要从lambda的原理入手，也就是JVM动态生成一个内部类，并继承其中的抽象方法。 本次主要介绍了Java函数式编程的原理以及应用，主要从Stream和lambda入手。通过一些简单的概念，以及代码，更好的理解Java的函数式编程。 掌握Java的函数式编程，对平时我们开发代码，看其他人的代码，都有很大的帮助。  （编辑：青岛站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
