欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  Java

Java8中关于函数式编程的实例讲解

程序员文章站 2022-05-11 11:49:00
...
函数式编程,这个词语由两个名词构成,函数,编程。编程这个词我就不用解释了,大家都是做这个的。函数,其实单独抽离出来这个词语,也并不陌生,那二者组合后的到底是什么呢,下面这篇文章主要给大家介绍了关于Java8函数式编程的相关资料,需要的朋友可以参考下。

前言

在之前的一篇文章中我们快速学习了lambda和Stream,本章节中我们来回顾和理解函数式编程的思想。 我们不断的提及函数式这个名词,它指的是lambda吗?如果是这样,采用函数式编程能为你带来什么好处呢?

函数式的思考

命令式编程

一般我们实现一个系统有两种思考方式,一种专注于如何实现,比如下厨做菜,通常按照自己熟悉的烹饪方法:首先洗菜, 然后切菜,热油,下菜,然后…… 这看起来像是一系列的命令合集。对于这种”如何做”式的编程风格我们称之为命令式编程, 它的特点非常像工厂的流水线、计算机的指令处理,都是串行化、命令式的。


CookingTask cookingTask = new CookingTask();
cookingTask.wash();
cookingTask.cut();
cookingTask.deepFry();
cookingTask.fried();
...

声明式编程

还有一种方式你关注的是要做什么,我们如果用lambda和函数式来解决上述问题应该是这样的:


public class CookingDemo {
 public void doTask(String material, Consumer<String> consumer) {
  consumer.accept(material);
 }
 public static void main(String[] args) {
  CookingDemo cookingDemo = new CookingDemo();
  cookingDemo.doTask("蔬菜", material -> System.out.println("清洗" + material));
  cookingDemo.doTask("蔬菜", material -> System.out.println(material + "切片"));
  cookingDemo.doTask("食用油", material -> System.out.println(material + "烧热"));
  cookingDemo.doTask("", material -> System.out.println("炒菜"));
 }
}

这里我们将烹饪的实现细节交给了函数库,它最大的优势在于你读起来就像是在问题陈述,采用这种方式我们很快可以理解它的功能, 当你在烹饪流程中添加其他步骤也变得非常简单,你只需要调用doTask方法将材料传递进去处理,比如在食用油烧热前我要打个鸡蛋


cookingDemo.doTask("鸡蛋", material -> System.out.println(material + "打碎搅拌均匀"));

而不用再编写一个处理鸡蛋的方法。

什么是函数式编程

对于“什么是函数式编程”这一问题最简化的回答是“它是一种使用函数进行编程的方式”。 每个人的理解都是不同的,其核心是:在思考问题时,使用不可变值和函数,函数对一个值进行处理,映射成另一个值。

不同的语言社区往往对各自语言中的特性孤芳自赏。现在谈Java程序员如何定义函数式编程还为时尚早, 但是,这根本不重要!我们关心的是如何写出好代码,而不是符合函数式编程风格的代码。

我们想象一下设计一个函数,输入一个字符串类型和布尔类型参数,输出一个整形参数。


int pos = 0;
public Integer foo(String str, boolea flag){
 if(flag && null != str){
  pos++;
 }
 return pos;
}

这个例子有输入也有输出,同时每次调用也可能会更行外部的变量值,这样的函数我们称之为是有副作用的函数。

在函数式编程的上下文中,一个“函数”对应于一个数学函数:它接受零个或多个参数,生成一个或多个结果,并且不会有任何副作用。 你可以把它看成一个黑盒,它接收输入并产生一些输出,像下面的函数


public Integer foo(String str, boolea flag){
 if(flag && null != str){
  return 1;
 }
 return 0;
}

这种类型的函数和你在Java编程语言中见到的函数之间的区别是非常重要的(我们无法想象,log或者sin这样的数学函数会有副作用)。 尤其是,使用同样的参数调用数学函数,它所返回的结果一定是相同的。这里,我们暂时不考虑Random.nextInt这样的方法,

函数的副作用

当谈论“函数式”时,我们想说的其实是“像数学函数那样——没有副作用”。由此,编程上的一些精妙问题随之而来。 我们的意思是,每个函数都只能使用函数和像if-then-else这样的数学思想来构建吗? 或者,我们也允许函数内部执行一些非函数式的操作,只要这些操作的结果不会暴露给系统中的其他部分? 换句话说,如果程序有一定的副作用,不过该副作用不会为其他的调用者感知,是否我们能假设这种副作用不存在呢? 调用者不需要知道,或者完全不在意这些副作用,因为这对它完全没有影响。

当我们希望能界定这二者之间的区别时,我们将第一种称为纯粹的函数式编程,后者称为函数式编程。

在编程实战中我们很难用Java语言以纯粹的函数式来完成一个程序的,因为很多老的代码包括标准库的函数都是有副作用的 (调用Scanner.nextLine就有副作用,它会从一个文件中读取一行, 通常情况两次调用的结果完全不同)。你希望为你的系统 编写接近纯函数式的实现,需要确保你的代码没有副作用。假设这样一个函数或者方法,它没有副作用,进入方法体执行时会对一个字段的值加一, 退出方法体之前会对该字段减一。对一个单线程的程序而言,这个方法是没有副作用的,可以看作函数式的实现。

我们构建函数式的准则是,被称为“函数式”的函数或方法都只能修改局部变量,除此之外,它引用的对象都应该是final的。 所有的引用类型字段都指向不可变对象。

总结

以上就是Java8中关于函数式编程的实例讲解的详细内容,更多请关注其它相关文章!