初探Java 8函数式编程

摘要：

Android N中使用OpenJDK 8.0环境，也就是说在Android N中支持以Lambda表达式为代表的函数式编程。 在Java 8提供的函数式编程接口中，其主要是在集合内部添加了对函数式编程的支持。

关键词：Java Lambdas

1、函数式编程含义

函数式编程是一种编程范式。函数式编程属于“结构化编程”的一种，主要思想是运算过程尽量写成一系列嵌套的函数调用。 面向对象编程时对数据进行抽象，而函数式编程是对行为进行抽象，

函数式编程的基本特点：

• 1. 支持高阶函数
     高阶函数是指接收另外一个函数作为参数，或者返回一个函数的函数。高阶函数不难辨认：看函数签名就够了。如果函数的参数列表里包含函数接口，或该函数返回一个函数接口，那么该函数就是高阶函数。
• 1. 支持惰性计算
     惰性计算有两个相关而又有区别的含意，可以表示为“延迟计算”和“短路求值”。这里是“延迟求值”的意思。在使用延迟求值的时候，表达式不在它被绑定到变量之后就立即求值，而是在该值被取用的时候求值。
• 1. 使用递归作为控制流的机制
• 1. 加强引用透明性
     函数程序通常还加强 引用透明性，即如果提供同样的输入，那么函数总是返回同样的结果。
• 1. 没有副作用 副作用是修改系统状态的语言结构。

2、Java 8中的体现

对于Java 8中的函数式编程，其重要体现在集合运算中。现在主要在集合的api中体现Java 8对函数式编程的支持。 (本章节均参考来自于Java SE 8 doc)这部分内容主要包含在java.util.function 和 java.util.stream 两个包下。

2.0 Lambda表达式

Lambda 表达式——一种紧凑的、传递行为的方式。

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    Comparator<String> comparator1 = new Comparator<String>() {
        @Override
        public int compare(String str1, String str2) {
            return str1.compareTo(str2);
        }
    };
    Comparator<String> comparator12 = (str1, str2) -> str1.compareTo(str2);

2.1、支持惰性计算

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int sum = widgets.stream()
        .filter(w -> w.getColor() == RED)
        .mapToInt(w -> w.getWeight())
        .sum();

To perform a computation, stream operations are composed into a stream pipeline. A stream pipeline consists of a source (which might be an array, a collection, a generator function, an I/O channel, etc), zero or more intermediate operations (which transform a stream into another stream, such as filter(Predicate)), and a terminal operation (which produces a result or side-effect, such as count() or forEach(Consumer)). Streams are lazy; computation on the source data is only performed when the terminal operation is initiated, and source elements are consumed only as needed.

上述函数表达式是没有计算的

2.2、加强引用透明性、没有副作用

Most stream operations accept parameters that describe user-specified behavior, such as the lambda expression w -> w.getWeight() passed to mapToInt in the example above. To preserve correct behavior, these behavioral parameters:

• must be non-interfering (they do not modify the stream source);and
• in most cases must be stateless (their result should not depend on any state that might change during execution of the stream pipeline).

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// 这里就满足上述两条
w -> w.getColor() == RED

// 这里不满足第一条
// w -> w.setColor(BLUE)

// 这里不满足第二条 
// mColor是一个全局变量
// w -> w.getColor() == mColor

3、实例

在第三部分，尝试把一段维护的自研Email的一段逻辑代码使用Java 8提供的函数式编程接口来实现。

3.1、自研Email中的代码

3.2、该段代码的功能

该段代码是从providers.xml读取数据，得到一个存储Provider对象的List中。 然后把这个List依据一定规则排序，此后获取List存储对象Provider的domain属性组成一个新的List。

其中排序规则是，“fr”结尾的域名排在最前方，其次是“com”结尾的域名，最后是其余部分。而在“fr”或者“com”结尾的域名中，按字母顺序排序。

3.3、Java 8函数式接口实现

对上述业务逻辑使用Java 8函数接口进行实现，具体代码如下：

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    private static Comparator<String> customizeComparator = (str1, str2) -> {
        if (str1.endsWith("fr") ^ str2.endsWith("fr")) {
            return str1.endsWith("fr") ? -1 : 1;
        }
        if (str1.endsWith("com") ^ str2.endsWith("com")) {
            return str1.endsWith("com") ? -1 : 1;
        }
        return str1.compareTo(str2);
    };

    public static List<String> getAllProviderDomain() {
        List<Provider> providerList = getAllProvider();
        return providerList.stream()
                .filter((provider) -> !provider.domain.contains("("))
                .map((provider) -> provider.domain)
                .sorted(customizeComparator)
                .collect(Collectors.toList());
    }

上述代码可以被编译运行，其中测试代码可以在https://github.com/fxleyu/CodeWorkshop/tree/master/src/fx/leyu/j8test中找到。

4、结束语

本文只是对函数式编程进行一个简要的介绍。

参考：

• http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/
• http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-fp/