函數式編程
截至JDK7,Java中也只能通過笨拙冗長的匿名類來達到近似函數式編程的效果。預計JDK8中會有所改變,但Guava現在就想給JDK5以上用戶提供這類支持。
過度使用Guava函數式編程會導致冗長、混亂、可讀性差而且低效的代碼。這是迄今爲止最容易(也是最經常)被濫用的部分,如果你想通過函數式風格達成一行代碼,致使這行代碼長到荒唐,Guava團隊會淚流滿面。
比較如下代碼:
Function<String, Integer> lengthFunction = new Function<String, Integer>() {
public Integer apply(String string) {
return string.length();
}
};
Predicate<String> allCaps = new Predicate<String>() {
public boolean apply(String string) {
return CharMatcher.JAVA_UPPER_CASE.matchesAllOf(string);
}
};
Multiset<Integer> lengths = HashMultiset.create(
Iterables.transform(Iterables.filter(strings, allCaps), lengthFunction));
或FluentIterable的版本
Multiset<Integer> lengths = HashMultiset.create(
FluentIterable.from(strings)
.filter(new Predicate<String>() {
public boolean apply(String string) {
return CharMatcher.JAVA_UPPER_CASE.matchesAllOf(string);
}
})
.transform(new Function<String, Integer>() {
public Integer apply(String string) {
return string.length();
}
}));
還有
Multiset<Integer> lengths = HashMultiset.create();
for (String string : strings) {
if (CharMatcher.JAVA_UPPER_CASE.matchesAllOf(string)) {
lengths.add(string.length());
}
}
即使用了靜態導入,甚至把Function和Predicate的聲明放到別的文件,第一種代碼實現仍然不簡潔,可讀性差並且效率較低。
截至JDK7,命令式代碼仍應是默認和第一選擇。不應該隨便使用函數式風格,除非你絕對確定以下兩點之一:
- 使用函數式風格以後,整個工程的代碼行會淨減少。在上面的例子中,函數式版本用了11行, 命令式代碼用了6行,把函數的定義放到另一個文件或常量中,並不能幫助減少總代碼行。
- 爲了提高效率,轉換集合的結果需要懶視圖,而不是明確計算過的集合。此外,確保你已經閱讀和重讀了Effective Java的第55條,並且除了閱讀本章後面的說明,你還真正做了性能測試並且有測試數據來證明函數式版本更快。
請務必確保,當使用Guava函數式的時候,用傳統的命令式做同樣的事情不會更具可讀性。嘗試把代碼寫下來,看看它是不是真的那麼糟糕?會不會比你想嘗試的極其笨拙的函數式 更具可讀性。
Functions[函數]和Predicates[斷言]
本節只討論直接與Function和Predicate打交道的Guava功能。一些其他工具類也和”函數式風格”相關,例如Iterables.concat(Iterable<Iterable>),和其他用常量時間返回視圖的方法。嘗試看看2.3節的集合工具類。
Guava提供兩個基本的函數式接口:
- Function<A, B>,它聲明瞭單個方法B apply(A input)。Function對象通常被預期爲引用透明的——沒有副作用——並且引用透明性中的”相等”語義與equals一致,如a.equals(b)意味着function.apply(a).equals(function.apply(b))。
- Predicate<T>,它聲明瞭單個方法boolean apply(T input)。Predicate對象通常也被預期爲無副作用函數,並且”相等”語義與equals一致。
特殊的斷言
字符類型有自己特定版本的Predicate——CharMatcher,它通常更高效,並且在某些需求方面更有用。CharMatcher實現了Predicate<Character>,可以當作Predicate一樣使用,要把Predicate轉成CharMatcher,可以使用CharMatcher.forPredicate。更多細節請參考第6章-字符串處理。
此外,對可比較類型和基於比較邏輯的Predicate,Range類可以滿足大多數需求——它表示一個不可變區間。Range類實現了Predicate,用以判斷值是否在區間內。例如,Range.atMost(2)就是個完全合法的Predicate<Integer>。更多使用Range的細節請參照第8章。
操作Functions和Predicates
Functions提供簡便的Function構造和操作方法,包括:
方法 | - | - |
---|---|---|
forMap(Map<A, B>) | compose(Function<B, C>, Function<A, B>) | constant(T) |
identity() | toStringFunction() |
細節請參考Javadoc。
相應地,Predicates提供了更多構造和處理Predicate的方法,下面是一些例子:
細節請參考Javadoc。
使用函數式編程
Guava提供了很多工具方法,以便用Function或Predicate操作集合。這些方法通常可以在集合工具類找到,如Iterables,Lists,Sets,Maps,Multimaps等。
斷言
斷言的最基本應用就是過濾集合。所有Guava過濾方法都返回”視圖”——譯者注:即並非用一個新的集合表示過濾,而只是基於原集合的視圖。
*List的過濾視圖被省略了,因爲不能有效地支持類似get(int)的操作。請改用Lists.newArrayList(Collections2.filter(list, predicate))做拷貝過濾。
除了簡單過濾,Guava另外提供了若干用Predicate處理Iterable的工具——通常在Iterables工具類中,或者是FluentIterable的”fluent”(鏈式調用)方法。
Iterables****方法簽名 | 說明 | 另請參見 |
---|---|---|
boolean all(Iterable, Predicate) | 是否所有元素滿足斷言?懶實現:如果發現有元素不滿足,不會繼續迭代 | Iterators.all(Iterator, Predicate)FluentIterable.allMatch(Predicate) |
boolean any(Iterable, Predicate) | 是否有任意元素滿足元素滿足斷言?懶實現:只會迭代到發現滿足的元素 | Iterators.any(Iterator, Predicate)FluentIterable.anyMatch(Predicate) |
T find(Iterable, Predicate) | 循環並返回一個滿足元素滿足斷言的元素,如果沒有則拋出NoSuchElementException | Iterators.find(Iterator, Predicate)Iterables.find(Iterable, Predicate, T default) Iterators.find(Iterator, Predicate, T default) |
Optional<T> tryFind(Iterable, Predicate) | 返回一個滿足元素滿足斷言的元素,若沒有則返回Optional.absent() | Iterators.find(Iterator, Predicate) Iterables.find(Iterable, Predicate, T default) Iterators.find(Iterator, Predicate, T default) |
indexOf(Iterable, Predicate) | 返回第一個滿足元素滿足斷言的元素索引值,若沒有返回-1 | Iterators.indexOf(Iterator, Predicate) |
removeIf(Iterable, Predicate) | 移除所有滿足元素滿足斷言的元素,實際調用Iterator.remove()方法 | Iterators.removeIf(Iterator, Predicate) |
函數
到目前爲止,函數最常見的用途爲轉換集合。同樣,所有的Guava轉換方法也返回原集合的視圖。
*Map和Multimap有特殊的方法,其中有個EntryTransformer<K, V1, V2>參數,它可以使用舊的鍵值來計算,並且用計算結果替換舊值。
對Set的轉換操作被省略了,因爲不能有效支持contains(Object)操作——譯者注:懶視圖實際上不會全部計算轉換後的Set元素,因此不能高效地支持contains(Object)。*請改用Sets.newHashSet(Collections2.transform(set, function))進行拷貝轉換。
List<String> names;
Map<String, Person> personWithName;
List<Person> people = Lists.transform(names, Functions.forMap(personWithName));
ListMultimap<String, String> firstNameToLastNames;
// maps first names to all last names of people with that first name
ListMultimap<String, String> firstNameToName = Multimaps.transformEntries(firstNameToLastNames,
new EntryTransformer<String, String, String> () {
public String transformEntry(String firstName, String lastName) {
return firstName + " " + lastName;
}
});
可以組合Function使用的類包括:
方法 | - |
---|---|
Ordering | Ordering.onResultOf(Function) |
Predicate | Predicates.compose(Predicate, Function) |
Equivalence | Equivalence.onResultOf(Function) |
Supplier | Suppliers.compose(Function, Supplier) |
Function | Functions.compose(Function, Function) |
此外,ListenableFuture API支持轉換ListenableFuture。Futures也提供了接受AsyncFunction參數的方法。AsyncFunction是Function的變種,它允許異步計算值。