以前写过一篇java8的流操作&＃xff0c;人们都说流操作是函数式编程&＃xff0c;但函数式编程是什么呢&＃xff1f;
什么是函数式编程
什么是函数式编程&＃xff1f;它是一种编程范式&＃xff0c;即一切都是数学函数。函数式编程语言里也可以有对象&＃xff0c;但通常这些对象都是恒定不变的 —— 要么是函数参数&＃xff0c;要什么是函数返回值。函数式编程语言里没有 for/next 循环&＃xff0c;因为这些逻辑意味着有状态的改变。相替代的是&＃xff0c;这种循环逻辑在函数式编程语言里是通过递归、把函数当成参数传递的方式实现的。
函数式编程单看上面的理论无疑是无法理解的&＃xff0c;所以&＃xff0c;需要通过它的一些特点来感受什么是函数式编程
函数是”第一等公民”
所谓“第一等公民”(first class)&＃xff0c;指的是函数与其他数据类型一样&＃xff0c;处于平等地位&＃xff0c;可以赋值给其他变量&＃xff0c;也可以作为参数&＃xff0c;传入另一个函数&＃xff0c;或者作为别的函数的返回值。 举例来说&＃xff0c;下面代码中的print变量就是一个函数&＃xff0c;可以作为另一个函数的参数。
只用”表达式”&＃xff0c;不用”语句”
“表达式”(expression)是一个单纯的运算过程&＃xff0c;总是有返回值&＃xff1b;”语句”(statement)是执行某种操作&＃xff0c;没有返回值。函数式编程要求&＃xff0c;只使用表达式&＃xff0c;不使用语句。也就是说&＃xff0c;每一步都是单纯的运算&＃xff0c;而且都有返回值。
原因是函数式编程的开发动机&＃xff0c;一开始就是为了处理运算(computation)&＃xff0c;不考虑系统的读写(I/O)。“语句”属于对系统的读写操作&＃xff0c;所以就被排斥在外。
当然&＃xff0c;实际应用中&＃xff0c;不做I/O是不可能的。因此&＃xff0c;编程过程中&＃xff0c;函数式编程只要求把I/O限制到最小&＃xff0c;不要有不必要的读写行为&＃xff0c;保持计算过程的单纯性。
没有”副作用”
所谓“副作用”(side effect)&＃xff0c;指的是函数内部与外部互动(最典型的情况&＃xff0c;就是修改全局变量的值)&＃xff0c;产生运算以外的其他结果。
函数式编程强调没有”副作用”&＃xff0c;意味着函数要保持独立&＃xff0c;所有功能就是返回一个新的值&＃xff0c;没有其他行为&＃xff0c;尤其是不得修改外部变量的值.
不修改状态
上一点已经提到&＃xff0c;函数式编程只是返回新的值&＃xff0c;不修改系统变量。因此&＃xff0c;不修改变量&＃xff0c;也是它的一个重要特点。
在其他类型的语言中&＃xff0c;变量往往用来保存”状态”(state)。不修改变量&＃xff0c;意味着状态不能保存在变量中。函数式编程使用参数保存状态&＃xff0c;最好的例子就是递归。
引用透明
引用透明(Referential transparency)&＃xff0c;指的是函数的运行不依赖于外部变量或”状态”&＃xff0c;只依赖于输入的参数&＃xff0c;任何时候只要参数相同&＃xff0c;引用函数所得到的返回值总是相同的。
OO(object oriented&＃xff0c;面向对象)是抽象数据&＃xff0c;FP(functional programming&＃xff0c;函数式编程)是抽象行为。
在java中&＃xff0c;函数式编程是通过lambda表达式实现的。
lambada表达式
基本表达形式如下&＃xff1a;
Runnable noArguments &＃61; () -> System.out.println("Hello World");
Lambda 表达式的基本语法是&＃xff1a;
参数。(可以有多个)
接着 ->&＃xff0c;可视为“产出”。
-> 之后的内容都是方法体。
当只用一个参数&＃xff0c;可以不需要括号()。 然而&＃xff0c;这是一个特例。
正常情况使用括号()包裹参数。 为了保持一致性&＃xff0c;也可以使用括号()包裹单个参数&＃xff0c;虽然这种情况并不常见。
如果没有参数&＃xff0c;则必须使用括号()表示空参数列表。
对于多个参数&＃xff0c;将参数列表放在括号()中。
方法体的语句超过一句时&＃xff0c;需要使用{},并根据情况看是否需要return
Lambda 表达式产生函数&＃xff0c;而不是类。 在 JVM(Java Virtual Machine&＃xff0c;Java 虚拟机)上&＃xff0c;一切都是一个类&＃xff0c;因此在幕后执行各种操作使 Lambda 看起来像函数 —— 但作为程序员&＃xff0c;你可以高兴地假装它们“只是函数”。
函数接口
/** 强制 javac 检查一个接口是否符合函数接口的标准。如果该注释添加给一个枚举类型、类或另一个注释&＃xff0c;或者接口包含不止一个抽象方法&＃xff0c;javac 就会报错 **/
&＃64;FunctionalInterface //该注解不是必选项
interface Yunzhi {
//只包含一个抽象方法&＃xff0c;称为函数式方法。
String test(String s);
}
public class LambdaExpressions {
static Yunzhi yunzhi &＃61; x ->"this is a" &＃43; x ;
public static void main(String[] args) {
System.out.println(yunzhi.test("test"));
}
}
yunzhi实际上是实现了Yunzhi的test()&＃xff0c;类似上面的这种接口叫函数式接口。
JDK 8 中提供了大量的函数接口&＃xff0c;这些接口定义在java.util.function中&＃xff0c;因此我们一般情况下不需再定义自己的接口&＃xff0c;同时&＃xff0c;各个接口的作用和名字都是相对应的&＃xff0c;所以&＃xff0c;了解函数式接口的命名模式就是很有必要的了。
以下是基本命名准则&＃xff1a;
如果只处理对象而非基本类型&＃xff0c;名称则为Function&＃xff0c;Consumer&＃xff0c;Predicate等。参数类型通过泛型添加。
如果接收的参数是基本类型&＃xff0c;则由名称的第一部分表示&＃xff0c;如LongConsumer&＃xff0c;DoubleFunction&＃xff0c;IntPredicate等&＃xff0c;但基本Supplier类型例外。
如果返回值为基本类型&＃xff0c;则用To表示&＃xff0c;如ToLongFunction 和IntToLongFunction。
如果返回值类型与参数类型一致&＃xff0c;则是一个运算符&＃xff1a;单个参数使用UnaryOperator&＃xff0c;两个参数使用BinaryOperator。
如果接收两个参数且返回值为布尔值&＃xff0c;则是一个谓词(Predicate)。
如果接收的两个参数类型不同&＃xff0c;则名称中有一个Bi。
下表描述了 java.util.function 中的目标类型(包括例外情况)&＃xff1a;
特征
数式方法名
示例
无参数&＃xff1b;
无返回值
Runnable
(java.lang)
run()
Runnable
无参数&＃xff1b;
返回类型任意
Supplier
get()
getAs类型()
Supplier
BooleanSupplier
IntSupplier
LongSupplier
DoubleSupplier
无参数&＃xff1b;
返回类型任意
Callable
(java.util.concurrent)
call()
Callable
1 参数&＃xff1b;
无返回值
Consumer
accept()
Consumer
IntConsumer
LongConsumer
DoubleConsumer
2 参数 Consumer
BiConsumer
accept()
BiConsumer
2 参数 Consumer&＃xff1b;
1 引用&＃xff1b;
1 基本类型
Obj类型Consumer
accept()
ObjIntConsumer
ObjLongConsumer
ObjDoubleConsumer
1 参数&＃xff1b;
返回类型不同
Function
apply()
To类型 和 类型To类型
applyAs类型()
Function
IntFunction
LongFunction
DoubleFunction
ToIntFunction
ToLongFunction
ToDoubleFunction
IntToLongFunction
IntToDoubleFunction
LongToIntFunction
LongToDoubleFunction
DoubleToIntFunction
DoubleToLongFunction
1 参数&＃xff1b;
返回类型相同
UnaryOperator
apply()
UnaryOperator
IntUnaryOperator
LongUnaryOperator
DoubleUnaryOperator
2 参数类型相同&＃xff1b;
返回类型相同
BinaryOperator
apply()
BinaryOperator
IntBinaryOperator
LongBinaryOperator
DoubleBinaryOperator
2 参数类型相同;
返回整型
Comparator
(java.util)
compare()
Comparator
2 参数&＃xff1b;
返回布尔型
Predicate
test()
Predicate
BiPredicate
IntPredicate
LongPredicate
DoublePredicate
参数基本类型&＃xff1b;
返回基本类型
类型To类型Function
applyAs类型()
IntToLongFunction
IntToDoubleFunction
LongToIntFunction
LongToDoubleFunction
DoubleToIntFunction
DoubleToLongFunction
2 参数类型不同
Bi操作
(不同方法名)
BiFunction
BiConsumer
BiPredicate
ToIntBiFunction
ToLongBiFunction
ToDoubleBiFunction
其中最常用的是&＃xff1a;
接下来实际的看看如何使用这些接口
class Foo {}
class Bar {
Foo f;
Bar(Foo f) { this.f &＃61; f; }
}
public class FunctionVariants {
static Function f1 &＃61; f -> new Bar(f);
public static void main(String[] args) {
Bar b &＃61; f1.apply(new Foo());
}
}
学到这里才突然发现&＃xff0c;虽然以前完全不知道函数接口这个东西&＃xff0c;但实际上却已经在使用他了&＃xff0c;比如Comparator广泛的运用在各种比较当中&＃xff0c;pridect也在spring的综合查询中使用过了。
关于函数式编程的争议
虽然在宣传中&＃xff0c;函数式编程有着巨大的优势&＃xff0c;比如适合并行编程、代码可靠性和代码创建和库复用,但在某些大佬看来&＃xff1a;
关于函数式编程能高效创建更健壮的代码这一观点仍存在部分争议。虽然已有一些好的范例&＃xff0c;但还不足以证明纯函数式语言就是解决编程问题的最佳方法。
不管怎样&＃xff0c;多学一学总是好的
参考文章
作者&＃xff1a;笙歌会停
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