什麼是函數式編程
函數式編程(英語:functional programming)又稱函數程序設計和泛函編程,是一種編程範型,它將電腦運算視爲數學上的函數計算,並且避免使用程序狀態以及易變對象。函數編程語言最重要的基礎是λ演算(lambda calculus)。而且λ演算的函數可以接受函數當作輸入(引數)和輸出(傳出值)。
函數式風格優點
1、代碼簡潔
通常情況下,函數式編程更加簡明扼要,精簡的代碼更易於維護。而Java代碼的冗餘性也是出了名的,大部分對於Java語言的攻擊都會直接針對Java繁瑣,而且死板的語法(不過這也不是缺點),然而,引入函數式編程範式後,這種情況發生了改變。我們可以讓Java用更少的代碼完成更多的工作。
代碼塊
Java
static int[] arr = {1,3,4,5,6,7,8,9,10};
//傳統的處理方式:
for(int i=0;i<arr.length;i++){
if(arr[i]%2 != 0){
arr[i]++;
}
System.out.println(arr[i]);
}
//函數式處理方式:
arr.stream().map(x->(x%2==0?x:x+1)).foreach(System.out::println);
2、易於多線程
由於對象都處於不變的狀態,因此函數式編程更加易於並行。實際上,你甚至完全不用擔心線程安全的問題。我們之所以要關注線程安全,一個很大的原因是當多個線程對同一個對象進行寫操作時,容易“使得對象狀態不一致”。但是,由於不變模式的存在,對象自創建以來,就不可能發生改變,因此,在多線程環境下,也就沒有必要進行任何同步操作。這樣不僅有利於並行化,同時,在並行化後,由於沒有同步和鎖機制,其性能也會比較好。例如java.lang.String對象。很顯然,String對象可以在多線程中很好的工作,但是,得益於不變模式,它的每一個方法都沒有進行同步處理。
3、可讀性更高
函數式編程風格只需要聲明計算機需要幹什麼事,而不是像命令式風格一樣將計算機的操作具體到每一步,所以可讀性會更高。
常用Lambda表達式
1.替代匿名內部類
毫無疑問,lambda表達式用得最多的場合就是替代匿名內部類,而實現Runnable接口是匿名內部類的經典例子。lambda表達式的功能相當強大,用()->就可以代替整個匿名內部類!請看代碼:
如果使用匿名內部類:
代碼塊
Java
@Test
public void oldRunable() {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("The old runable now is using!");
}
}).start();
}
而如果使用lambda表達式:
代碼塊
Java
@Test
public void runable() {
new Thread(() -> System.out.println("It's a lambda function!")).start();
}
2.使用lambda表達式對集合進行迭代
Java的集合類是日常開發中經常用到的,甚至說沒有哪個java代碼中沒有使用到集合類。。。而對集合類最常見的操作就是進行迭代遍歷了。請看對比:
代碼塊
Java
@Test
public void iterTest() {
List<String> languages = Arrays.asList("java","scala","python");
//before java8
for(String each:languages) {
System.out.println(each);
}
//after java8
languages.forEach(x -> System.out.println(x));
languages.forEach(System.out::println);
}
3.用lambda表達式實現map
一提到函數式編程,一提到lambda表達式,怎麼能不提map。。。沒錯,java8肯定也是支持的。請看示例代碼:
代碼塊
Java
@Test
public void mapTest() {
List<Double> cost = Arrays.asList(10.0, 20.0,30.0);
cost.stream().map(x -> x + x*0.05).forEach(x -> System.out.println(x));
}
map函數可以說是函數式編程裏最重要的一個方法了。map的作用是將一個對象變換爲另外一個。在我們的例子中,就是通過map方法將cost增加了0,05倍的大小然後輸出。
4.用lambda表達式實現map與reduce
既然提到了map,又怎能不提到reduce。reduce與map一樣,也是函數式編程裏最重要的幾個方法之一。。map的作用是將一個對象變爲另外一個,而reduce實現的則是將所有值合併爲一個,reduce方法允許我們用自己的方式去計算元素或者將一個Stream中的元素以某種規律關聯
代碼塊
Java
@Test
public void mapReduceTest() {
List<Double> cost = Arrays.asList(10.0, 20.0,30.0);
double allCost = cost.stream().map(x -> x+x*0.05).reduce((sum,x) -> sum + x).get();
System.out.println(allCost);
}
最終的結果爲:63.00
5.filter操作
filter也是我們經常使用的一個操作。在操作集合的時候,經常需要從原始的集合中過濾掉一部分元素。
代碼塊
Java
@Test
public void filterTest() {
List<Double> cost = Arrays.asList(10.0, 20.0,30.0,40.0);
List<Double> filteredCost = cost.stream().filter(x -> x > 25.0).collect(Collectors.toList());
filteredCost.forEach(x -> System.out.println(x));
}
最終結果:30 40
6.與函數式接口Predicate配合
除了在語言層面支持函數式編程風格,Java 8也添加了一個包,叫做 java.util.function。它包含了很多類,用來支持Java的函數式編程。其中一個便是Predicate,使用 java.util.function.Predicate 函數式接口以及lambda表達式,可以向API方法添加邏輯,用更少的代碼支持更多的動態行爲。Predicate接口非常適用於做過濾。
代碼塊
Java
public static void filterTest(List<String> languages, Predicate<String> condition) {
languages.stream().filter(x -> condition.test(x)).forEach(x -> System.out.println(x + " "));
}
public static void main(String[] args) {
List<String> languages = Arrays.asList("Java","Python","scala","Shell","R");
System.out.println("Language starts with J: ");
filterTest(languages,x -> x.startsWith("J"));
System.out.println("\nLanguage ends with a: ");
filterTest(languages,x -> x.endsWith("a"));
System.out.println("\nAll languages: ");
filterTest(languages,x -> true);
System.out.println("\nNo languages: ");
filterTest(languages,x -> false);
System.out.println("\nLanguage length bigger three: ");
filterTest(languages,x -> x.length() > 4);
}
可以看到,Stream API的過濾方法也接受一個Predicate,這意味着可以將我們定製的 filter() 方法替換成寫在裏面的內聯代碼。
7.Match(匹配)
用來判斷某個predicate是否和流對象相匹配,最終返回Boolean類型結果,例如
代碼塊
JSON
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("a1");
list.add("b1");
// 流對象中只要有一個元素匹配就返回true
boolean anyStartWithA = list.stream().anyMatch((s -> s.startsWith("a")));
System.out.println(anyStartWithA);
// 流對象中每個元素都匹配就返回true
boolean allStartWithA = list.stream().allMatch((s -> s.startsWith("a")));
System.out.println(allStartWithA);
8.Limit(限制)
imit 方法用於獲取指定數量的流。 以下代碼片段使用 limit 方法打印出 10 條數據:
代碼塊
JSON
@Test
public void streamSortedTest() {
Random random = new Random();
random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
}
9.compare(排序)
代碼塊
JSON
list.compare((a,b)->a-b); 升序