Java 函数编程详细介绍
前言：
函数式编程是一种编程范式，其中程序是通过应用和组合函数来构造的。它是一种声明式编程范式，其中函数定义是表达式树，每个表达式树返回一个值，而不是一系列改变程序状态的命令语句
java8引入了lambda形式的函数式编程。术语lambda来自lambda演算，用于描述计算。
一、函数编程lambda
我们可以将lambda表达式视为一个匿名函数，可以将其分配给变量并传递给方法，该方法接受函数接口作为参数。lambda表达式没有名称，但它有一个参数列表、一个主体和一个返回类型。
(parameters) -> expression
lambda表达式可以在函数接口的上下文中使用。
1、接口
函数接口是只指定一个抽象方法的接口。
public interface comparator<t> {
int compare(t o1, t o2);
}
public interface runnable {
void run();
}
lambda表达式允许我们直接内联提供函数接口的抽象方法的实现，并将整个表达式视为函数接口的实例。
函数描述符：
我们将函数接口的抽象方法的签名称为函数描述符。函数描述符描述lambda表达式的签名。例如，我们可以将runnable的函数描述符看作（）->void，因为它有一个抽象方法，不接受任何内容，也不返回任何内容（void）。
二、java函数接口
1、predicate
predicate<t>接口定义了一个名为test的抽象方法，该方法接受一个泛型类型为t的对象并返回一个布尔值。此接口可用于表示使用t类型对象的布尔表达式。
函数描述符： t->boolean
@functionalinterface
public interface predicate<t> {
boolean test(t t);
}
2、consumer
java.util.function.consumer<t>接口定义了一个名为accept的抽象方法，该方法接受一个泛型类型为t的对象，并且不返回任何结果（void）。当我们需要访问t类型的对象并对其执行某些操作时，可以使用此接口。
函数描述符： t->void
3、function
java.util.function.function<t，r>接口定义了一个名为apply的抽象方法，该方法将一个泛型类型为t的对象作为输入，并返回一个泛型类型为r的对象。当我们需要定义一个lambda将信息从输入对象映射到输出时，可以使用该接口。
函数描述符： t->r
4、supplier
接口java.util.function.supplier<t>定义了一个名为get的抽象方法，该方法不接受任何内容并返回类型为t的对象。
函数描述符： （）->r
primitive specializations
原语接口是专用接口，用于在输入或输出为原语时避免自动装箱操作。
public interface intpredicate {
boolean test(int t);
}
三、类型检查
lambda的类型是从使用lambda的上下文中推导出来的。上下文中lambda表达式所需的类型（例如，传递给它的方法参数或分配给它的局部变量）称为目标类型。lambda表达式可以从赋值上下文、方法调用上下文（参数和返回）和强制转换上下文中获取其目标类型。
object o = (runnable) () -> system.out.println("hello");
1、capturing lambda
lambda可以不受限制地捕获（在其主体中引用）实例变量和静态变量。但是当捕获局部变量时，它们必须显式地声明为final或实际上是final。
我们为何有这个限制？
实例变量存储在堆上，而局部变量位于堆栈上。如果lambda可以直接访问局部变量，并且lambda在线程中使用，那么使用lambda的线程可以在分配变量的线程解除分配变量后尝试访问该变量。因此，java将对*局部变量的访问实现为对其副本的访问，而不是对原始变量的访问。如果局部变量只分配给一次，则这没有什么区别，因此存在限制。
四、方法引用
有三种主要的方法参考：
- 对静态方法的方法引用。例如
，–integer:：parseint - 对任意类型的实例方法的方法引用。示例
–string::length - 对现有对象或表达式的实例方法的方法引用。示例
–student:：getrank，其中student是具有方法getrank的student类型的局部变量
list<string> list = arrays.aslist("a","b","a","b");
list.sort((s1, s2) -> s1.comparetoignorecase(s2));
可以写成
list<string> list = arrays.aslist("a","b","a","b");
list.sort(string::comparetoignorecase);
1、构造函数引用
可以使用classname:：new引用现有构造函数
supplier<list<string>> supplier = arraylist::new；与supplier<list<string>> supplier = () -> new arraylist<>()相同；
2、组合lambda
许多函数接口包含可用于组合lambda表达式的默认方法。组合示例-
将两个谓词组合成一个较大的谓词，在两个谓词之间执行or操作
反向或链式比较器
3、comparators
按逆序排列学生
comparator<student> c = comparator.comparing(student::getrank); students.sort(comparing(student::getrank).reversed());
根据姓名（反向）对学生进行排序，然后按反向顺序排列
students.sort(comparing(student::getname).reversed()
.thencomparing(student::getrank));
predicates
predicates接口包括三个方法：negate, and, 和 or，可用于创建更复杂的谓词。
predicate<integer> naturalnumber = i -> i > 0; predicate<integer> naturalnumberlessthanhundred = naturalnumber.and( i -> i < 100);
4、functions
函数接口带有两个默认方法，andthen和compose。
consider f(x) = x2 and g(x) = x3 + 1 then
g(f(x)) ->
function<integer,integer> square = n -> n*n; function<integer,integer> squareandcube = square.andthen(n -> n*n*n+1); system.out.println(squareandcube.apply(2)); 65
f(g(x)) ->
function<integer,integer> square = n -> n*n; function<integer,integer> squareandcube = square.compose(n -> n*n*n + 1); system.out.println(squareandcube.apply(2));
应用lambda
让我们看看如何编写一个通用方法来根据veratain属性过滤一组书籍（将其视为sql的where子句）。
public static list<book> filter(predicate<book> where) {
list<book> books = catalogue.books();
return books.stream().filter(where).collect(collectors.tolist());
}
lambda表达式通过不同的过滤器过滤不同的书籍
list<book> javabook = filter(book -> book.getcategory().equals(java));
list<book> joshuablochbook = filter(book -> book.getauthor().equals("joshua bloch"));
五、总结
lambda表达式可以被认为是一个匿名函数，可以在函数接口的上下文中使用。函数接口是只指定一个抽象方法的接口。
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