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函数式编程
函数式编程 (英语:functional programming)或称 函数程序设计 、 泛函编程,是一种编程范式,它将电脑运算视为函数运算,并且防止应用程序状态以及易变对象。
比起指令式编程,函数式编程更加强调程序执行的后果而非执行的过程,提倡利用若干简略的执行单元让计算结果一直渐进,逐层推导简单的运算,而不是设计一个简单的执行过程。
纯函数式编程语言通常不容许间接应用程序状态以及易变对象。函数式编程不须要思考 ” 死锁 ”(deadlock),因为它不批改变量,所以基本不存在 ” 锁 ” 线程的问题。不用放心一个线程的数据,被另一个线程批改,所以能够很释怀地把工作摊派到多个线程,部署 ” 并发编程 ”
OO(object oriented,面向对象)是形象数据,FP(functional programming,函数式编程)是形象行为。
Lambda 表达式
- Lambda 表达式是应用最小可能语法编写的函数定义:
- Lambda 表达式产生函数,而不是类。在 JVM(Java Virtual Machine,Java 虚拟机)上,一切都是一个类,因而在幕后执行各种操作使 Lambda 看起来像函数 —— 但作为程序员,你能够快乐地伪装它们“只是函数”。
- Lambda 语法尽可能少,这正是为了使 Lambda 易于编写和应用。
函数式接口
办法援用和 Lambda 表达式必须被赋值,同时编译器须要辨认类型信息以确保类型正确。Lambda 表达式特地引入了新的要求。代码示例:
x -> x.toString()
咱们分明这里返回类型必须是 String,但 x
是什么类型呢?
Lambda 表达式蕴含类型推导(编译器会主动推导出类型信息,防止了程序员显式地申明)。编译器必须可能以某种形式推导出 x
的类型。
上面是第 2 个代码示例:
(x, y) -> x + y
当初 x
和 y
能够是任何反对 +
运算符连贯的数据类型,能够是两个不同的数值类型或者是 1 个 String 加任意一种可主动转换为 String 的数据类型(这包含了大多数类型)。然而,当 Lambda 表达式被赋值时,编译器必须确定 x
和 y
的确切类型以生成正确的代码。
该问题也实用于办法援用。假如你要传递 System.out :: println
到你正在编写的办法,你怎么晓得传递给办法的参数的类型?
为了解决这个问题,Java 8 引入了 java.util.function
包。它蕴含一组接口,这些接口是 Lambda 表达式和办法援用的指标类型。每个接口只蕴含一个形象办法,称为函数式办法。
在编写接口时,能够应用 @FunctionalInterface
注解强制执行此“函数式办法”模式。一个 函数式接口 即便不加 @FunctionalInterface 注解,也能够与 lambda 配合应用,但这样的函数式接口是 容易出错 的:如有某个人在接口定义中减少了另一个办法,这时,这个接口就不再是函数式的了,并且编译过程也会失败。为了克服函数式接口的这种 脆弱性 并且可能 明确申明 接口作为函数式接口的用意,倡议显式应用该注解。
java.util.function
包旨在创立一组残缺的指标接口,使得咱们个别状况下不需再定义本人的接口。这次要是因为根本类型会产生一小部分接口。如果你理解命名模式,顾名思义就能晓得特定接口的作用。
以下是根本命名准则:
- 如果只解决对象而非根本类型,名称则为‘Supplier’,
Consumer
,Predicate
,‘Operator’,Function
等。参数类型通过泛型增加。 - 如果接管的参数是根本类型,则由名称的第一局部示意,如
LongConsumer
,DoubleFunction
,IntPredicate
等,但根本Supplier
类型例外。 - 如果返回值为根本类型,则用
To
示意,如ToLongFunction <T>
和IntToLongFunction
。 - 如果返回值类型与参数类型统一,则是一个运算符:单个参数应用
UnaryOperator
,两个参数应用BinaryOperator
。 - 如果接管两个参数且返回值为布尔值,则是一个谓词(Predicate)。
- 如果接管的两个参数类型不同,则名称中有一个
Bi
。
下表形容了 java.util.function
中的指标类型(包含例外情况):
特色 | 函数式办法名 | 示例 |
---|---|---|
无参数; 无返回值 |
Runnable (java.lang) run() |
Runnable |
无参数; 返回类型任意 |
Supplier get() getAs 类型() |
Supplier<T> BooleanSupplier IntSupplier LongSupplier DoubleSupplier |
无参数; 返回类型任意 |
Callable (java.util.concurrent) call() |
Callable<V> |
1 参数; 无返回值 |
Consumer accept() |
Consumer<T> IntConsumer LongConsumer DoubleConsumer |
2 参数 Consumer | BiConsumer accept() |
BiConsumer<T,U> |
2 参数 Consumer; 1 援用; 1 根本类型 |
Obj 类型 Consumer accept() |
ObjIntConsumer<T> ObjLongConsumer<T> ObjDoubleConsumer<T> |
1 参数; 返回类型不同 |
Function apply() To 类型 和 类型 To 类型 applyAs 类型() |
Function<T,R> IntFunction <R> LongFunction<R> DoubleFunction <R> ToIntFunction <T> ToLongFunction<T> ToDoubleFunction<T> IntToLongFunction IntToDoubleFunction LongToIntFunction LongToDoubleFunction DoubleToIntFunction DoubleToLongFunction |
1 参数; 返回类型雷同 |
UnaryOperator apply() |
UnaryOperator<T> IntUnaryOperator LongUnaryOperator DoubleUnaryOperator |
2 参数类型雷同; 返回类型雷同 |
BinaryOperator apply() |
BinaryOperator<T> IntBinaryOperator LongBinaryOperator DoubleBinaryOperator |
2 参数类型雷同; 返回整型 |
Comparator (java.util) compare() |
Comparator<T> |
2 参数; 返回布尔型 |
Predicate test() |
Predicate<T> BiPredicate<T,U> IntPredicate LongPredicate DoublePredicate |
参数根本类型; 返回根本类型 |
类型 To 类型 Function applyAs 类型() |
IntToLongFunction IntToDoubleFunction LongToIntFunction LongToDoubleFunction DoubleToIntFunction DoubleToLongFunction |
2 参数类型不同 | Bi 操作 (不同办法名) |
BiFunction<T,U,R> BiConsumer<T,U> BiPredicate<T,U> ToIntBiFunction<T,U> ToLongBiFunction<T,U> ToDoubleBiFunction<T> |
此表仅提供些惯例计划。通过上表,你应该或多或少能自行推导出更多行的函数式接口。
按此命名标准,能够举一些申明示例:
Runnable runnable = () -> {};
Callable<Integer> callable = () -> (new Random().nextInt());
Supplier<Integer> supplier = () -> (new Random().nextInt());
IntSupplier intSupplier = () -> (new Random().nextInt());
Consumer<String> consumer = s -> System.out.print(s);
Consumer<String> consumer1 = System.out::println;
BiConsumer<Integer,Long> biConsumer = (i,l) -> System.out.print(i+l);
ObjIntConsumer<Result> objIntConsumer = (r,i) -> System.out.print(r.getMessage() + i);
//Operator 只反对根本类型
UnaryOperator<Integer> unaryOperator = i -> i++;
BinaryOperator<Integer> binaryOperator = (i1,i2) -> i1+i2;
// 因为个别都用来比拟援用类型,所以没有根本类型的命名形式
// 如果不是用作比拟目标,能够应用 Function
Comparator<Result> comparator = (r1,r2) -> r1.getCode() - r2.getCode(); //Comparator.comparingInt(Result::getCode)
Predicate<Integer> predicate = i -> i > 0;
IntPredicate intPredicate = i -> i > 0;
BiPredicate<Integer,Result> biPredicate = (i,r) -> i > r.getCode();
Function<String,Integer> function = s -> Integer.parseInt(s); //Integer::parseInt
ToIntFunction<String> toIntFunction = Integer::parseInt;
IntFunction<String> intFunction = Integer::toString;
BiFunction<Integer,Long,String> biFunction = (i,l) -> "" + i + l;