什么是函数式编程

在介绍函数式编程前,先了解一下平时我们所使用命令式编程,命令式编程是告诉计算机如何一步一步执行编程风格。

比如我们要在一个苹果的对象集合中筛选出颜色为红色的苹果集合。我们需要写以下代码:

创建存储苹果的集合list

遍历这个集合

判断苹果颜色是不是为红色,如果满足条件,加入结果集合

public static List getRedAppleDeclarative(List apples) {
List results = new ArrayList<> ();
for (Apple apple : apples) {
if("red".equals (apple.getColor ())){
results.add (apple);
}
}
return results;
}

那么函数式编程是怎样进行操作的呢?函数式编程类似于我们的sql语句

select * from table where 条件语句

只声明我想要什么,以及条件即可

public static List getRedAppleFunctional(List apples) {
return apples.stream ().filter (apple -> "red".equals (apple.getColor ())).collect (Collectors.toList ());
}

可以看到通过函数式编程大大简化了代码语句,同时如果对函数式结构熟悉的话,很快便可知道这段代码的含义:stream获取apples集合流-filter过滤满足的条件-collect转化为list输出

相比于繁琐的命令式代码,我们函数式编程可以令代码瞬间充满小清新学院风,话不多说,赶紧学习起来以备下次装B之需吧。

通过与数学函数的对比加深理解函数式编程

我们都知道数学的中函数思想,比如根据输入x求的y的值,我们用数学函数表示 y=f(x) = x+10, x为输入,以x+10为结果做为条件

那么用java函数式编程风格可以表示为

Function function = (x)->{return x+10;};

具体调用:

public static Integer calculate(Function function){
return function.apply (10);
}
public static void main(String[] args) {
Function function = (x)->{return x+10;};
Integer result = calculate (function);
}

在上面的代码中我们看到,main函数中我们定义的function 就是数学中的函数f(x) ,我们把定义好的函数传给方法caculate, caculate中function.apply(10)就相当于我们调用了数学函数f(10).

lambda表达式

我们上面Function接口来表达数据函数f(x) = x+10,这个function就是一个lambda表达式,lamdba表达式由参数箭头和主体构成,基本语法为: (参数)->表达语句

使用lamdba的好处是非常直观,编程者的意图十分明显的表现在lambda表达式里。

java8为lambda是使用提供了一个function包,提供lambda接口,比如上面我们使用过的Function接口,它的定义是

@FunctionalInterface
public interface Function {
/**
* Applies this function to the given argument.
*
* @param t the function argument
* @return the function result
*/
R apply(T t);
default Function compose(Function super V, ? extends T> before) {
Objects.requireNonNull(before);
return (V v) -> apply(before.apply(v));
}
...
}

可以看到在Function接口中,除了default修饰的方法外,接口中只能有一个方法apply,这也是使用lambda接口的必要条件。他表示给定一个输入T,返回一个输出R,使用lamdba接口时,我们使用表达式来表示实现接口的唯一方法apply()

Function function = (x)->{
System.out.println("x : "+ String.valueof(x));
return x+10;
};
lambda表达式的另一种表现形式为 lambda方法引用:
lambda方法引用 通过描述符号 :: 来区分类和方法 ::前面是类名;后面是方法,但是不加括号
//lamdba
Predicate q = (String a) -> {
return a.isEmpty ();
};

使用方法引用来表示的话:

Predicate p = String::isEmpty;

具体调用:

public class LambdaTest {
public static void lambdaFunc(Consumer consumer, Predicate predicate,String test) {
boolean condition = predicate.test ("");
if(condition){
consumer.accept (test);
}
}
public static void main(String[] args) {
Predicate p = String::isEmpty;
Consumer c = System.out::println;
lambdaFunc (c,p,"test");
}
}

上面代码表示如果方法参数test不为空,则进行打印

lambda引用还包括 代替函数式接口和构造函数引用

代替函数式接口:

例1:

List testList = Arrays.asList ("a", "b", "A", "B");
// testList.sort ((s1, s2) -> s1.compareToIgnoreCase (s2));
testList.sort (String::compareToIgnoreCase);
System.out.println (testList);

例2:

public static void main(String[] args) {
// Function f1 = (String a) -> {return Integer.valueOf (a);};
Function f2 = Integer::valueOf;
Integer result = f2.apply ("2");
System.out.println (result);
}

Function中的泛型 String代表返回类型,Integer代表输入类型,在lambda引用中会根据泛型来进行类型推断。

构造函数引用:

//方法引用之构造函数引用
public void constructQuote(){
// Supplier s1 = () -> new QuoteClass ();
Supplier s2 = QuoteClass::new;
}

例子中Supplier 返回一个泛型中类的实例。

以上是函数式编程和lambda的介绍,接下来我们会对java中的stream进行分析,其中涉及的大量的函数式编程的使用。