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java码农福音:函数式编程和lambda表达式

temp10 2024-10-07 15:40:18 java教程 12 ℃ 0 评论

Java是一门面向对象编程语言,它不仅吸收了C++语言的各种优点,还摒弃了C++里难以理解的多继承、指针等概念,因此Java语言具有功能强大和简单易用两个特征。但是作为较老牌面向对象的编程语言,在对函数式编程的支持上却一直不温不火。

许多人认为面向对象式编程就应该纯粹的面向对象,于是我们常常看到这样的写法:如果你想写一个方法,那么就必须把它放到一个类里面,然后new出来对象,对象调用这个方法。

java码农福音:函数式编程和lambda表达式

这种方式在函数式编程语言过于死板了些,没有必要在对待多种编程范式上采取非此即彼的做法。

什么是函数式编程:

本质上来说,编程关注两个维度:数据和数据上的操作。

面向对象的编程泛型强调让操作围绕数据,这样可以实现以类为单位的重用,当为类添加新的数据类型时,原有代码无需修改。

函数式编程是一种不同的编程模型,它以操作(函数)为中心,强调变量不变性。函数式编程的准则是不依赖外部的数据,也不改变外部数据的值。这一特性满足了多核并行程序设计的需求,因此能简化并行程序开发。

函数式编程用函数来表达所有的概念,完成所有的操作。面向对象编程中,把对象当作参数传递,而在函数式编程中,函数可以作为其他函数的参数传递,返回值也可以是函数。

从开发者角度看,函数式编程不支持赋值操作,一个函数的执行只会返回一个值or函数,不会有任何副作用,所以看上去,一个函数就是一个大表达式。

如今比较现代的编程语言绝大部分是多编程范式的支持,不再去对一种编程范式固守一隅,一种语言可能会同时具有面向对象、函数式、元编程等多种特性,这方面java的后来者C#都走在她的前面。

在jdk8里中,我们终于发现了lambda表达式的影子,Lambda表达式实现了函数式编程,能够让开发者将程序代码如同数据一样使用。方法可以被当作参数传递到其他方法内,如同对象实例或数。而现在java也开始加入这种函数式编程特性,因此java爱好者和使用者终于有了更为简便的选择。

lambda之前java的做法: 使用匿名内部类:

函数式编程语言的做法,这里拿go的代码为例:

go的代码看上去比较长,由于没有像java一样使用类库提供的排序算法,所以go自己实现的插入排序。 这里go语言具有函数里面传函数的能力(也叫高阶函数),所以代码看起来简洁了很多。一般这种场景,函数式编程语言使用匿名函数的方式,在java的看来就必须通过匿名内部类来实现。首先实现一个接口,接口里面定义好方法,匿名内部类实现接口,然后在传入的函数中,通过传递的对象,实现对匿名内部类里的方法的回调。这也就是lambda表达式之前的基本做法。

lambda表达式是对java实现函数式编程一个取巧方式的补充,下面来看lambda方式的做法:

函数式接口:这是java在解决函数式编程,引入lambda表达式的同时引入的一个概念,具体的意思就是,定义的一个接口,接口里面必须有且只有一个方法,这样的接口就成为函数式接口。 在可以使用lambda表达式的地方,方法声明时必须包含一个函数式的接口。

在java.util.function 包中提供给我们一些最常用的函数式接口:

任何函数式接口都可以使用lambda表达式替换。

下面来看lambda的基本逻辑

使用lambda表达式替换:

此lambda表达式的类型可由编译器推断为EventHandler,因为onAction()方法采用的对象类型为 EventHandler。 由于EventHandler只有一个方法即handle(),此lambda表达式必然是handle()方法的实现。

继续简化lambda表达式:

此lambda表达式的参数必须是ActionEvent,因为其类型是由EventHandler接口的 handle()方法指定的。 因此,我们可以简化此lambda表达式,因为其参数类型可以推断。

还可以继续简化:

当lambda表达式只有一个参数且参数类型可以推断时,则不需要括号。 lambda表达式中的代码块只包含一个语句,因此可以去掉大括号和分号。

可以猜测lambda表达式的实现可能是由java编译器在编译java字节码时,会翻译这样的语法糖,最终还是转化为匿名内部类来实现,至少从语义上看来是这样的。

采用的办法是在使用lambda表达式的类中生成一个实例方法,那么当然能够访问到这个类中定义的实例变量、静态变量和公开、私有方法。 那和函数式编程相随相生的闭包问题是否支持了呢? 通过上面的介绍可以看出java对函数式编程的实现,主要还是在编译时对lambda表达式的一些转化。 让人看起来像是支持了匿名函数等函数式编程的特性,其实还是使用java自己的一套实现。所以在使用lambda表达式的时候最好头脑清醒,不要纠结是否闭包了。

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