Java 函数式编程

由 JS 转 Java，写惯了 React，习惯了函数式，因此转 Java 时也是先学函数式。

语法糖「Syntactic Sugar」

起初，Java 的函数式看起来是匿名类的一个语法糖。

Stream.of(1, 2, 3).filter(new Predicate<Integer>() {
  @Override
  public boolean test(Integer integer) {
    return integer % 2 == 0;
  }
}).collect(Collectors.toList());

Stream.of(1, 2, 3).filter(x -> x % 2 == 0).collect(Collectors.toList());

后来，看到也能传方法引用时，我陷入了怀疑。

Stream.of(1, 2, 3).forEach(System.out::println);

StringBuilder sb = new StringBuilder();
Stream.of(1, 2, 3).forEach(sb::append);
System.out.println(sb.toString());

Stream.of(4, 2, 3).sorted(Integer::compareTo);

不过再想想，还是可以理解成语法糖：

Stream.of(1, 2, 3).forEach(System.out::println);

Stream.of(1, 2, 3).forEach(new Consumer<Integer>() {
  @Override
  public void accept(Integer integer) {
    System.out.println(integer);
  }
});

闭包「Closure」

Java 闭包也是假的，和匿名类的限制一样，要求闭包访问的外部作用域变量是 final 的。实现应该都是：基础类型值传递，引用类型引用传递。

以下 Java 代码编译会报错：

int index = 0;
Stream.of("a", "b", "c")
  .forEach(x -> System.out.println((index++) + ":" + x));

Error: Variable used in lambda expression should be final or effectively final

JS 闭包毫无问题：

let index = 0;
["a", "b", "c"].forEach(x => console.log(index++ + ":" + x));

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尽管如此，但函数式习惯还是可以带到 Java 了。

第一个要带过来的是：少量的数据结构搭配大量的操作。

在 OOP 的世界里，开发者被鼓励针对具体的问题建立专门的数据结构，并以方法的形式，将专门的操作关联在数据结构上。函数式编程语言选择了另一种重用思路。它们用很少的一组关键数据结构（ 如 list、 set、 map）来搭配专为这些数据结构深度优化过的操作。我们在这些关键数据结构和操作组成的一套运转机构上面，按需要“ 插入” 另外的数据结构和高阶函数来调整机器，以适应具体的问题。

Neal Ford. 函数式编程思维

在 Java 中，关键数据结构就是指 Stream。

Stream 操作三板斧：map、filter、reduce

Java 和 JS 有些不一样。

不同点一：index 的取法

JS map、filter、reduce 都能拿到 index：

["a", "b", "c"]
  .map((s, index) => `${index}: ${s}`)
  .forEach(s => console.log(s));

Java 想要 index 的信息，如果只是单线程，可以考虑利用引用类型保存迭代的索引：

AtomicInteger i = new AtomicInteger(0);
Stream.of("a", "b", "c")
  .map(x -> i.getAndIncrement() + ":" + x)
  .forEach(System.out::println);

如果想支持多线程，可以先通过 zip 让流中的数据带上 index：

public static <T, R> List<Pair<T, R>> zip(List<T> s1, List<R> s2) {
  return IntStream.range(0, Math.min(s1.size(), s2.size()))
    .mapToObj(index -> new Pair<T, R>(s1.get(index), s2.get(index)))
    .collect(Collectors.toList());
}

public static void main(String[] args) {
  List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
  zip(IntStream.range(0, list.size()).boxed().collect(Collectors.toList()), list)
    .parallelStream()
    .map(p -> p.getKey() + ":" + p.getValue())
    .forEach(System.out::println);
}

不同点二：reduce 的用法

Java 分为了 reduction 和 mutable reduction，在 JS 里是不区分的。

A mutable reduction operation accumulates input elements into a mutable result container, such as a Collection or StringBuilder, as it processes the elements in the stream.

• JS reduction:

  [1, 2, 3].reduce((acc, cur) => acc + cur, 0);
  

• Java reduction:

  Stream.of(1, 2, 3).reduce(0, Integer::sum);
  

• JS mutable reduction:

  [1, 2, 2].reduce((acc, cur) => {
    acc.add(cur);
    return acc;
  }, new Set());
  

• Java mutable reduction:

  Stream.of(1, 2, 2).collect(
    () -> new HashSet<>(),
    (set, el) -> set.add(el),
    (s1, s2) -> s1.addAll(s2)
  );
  

  也可以简写为：

  Stream.of(1, 2, 2).collect(
    HashSet::new,
    HashSet::add,
    HashSet::addAll
  );
  

  参数比 JS 多了个 HashSet::addAll 是为了并行处理。

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后续继续总结高阶函数、柯里化、函子在 Java 中的应用。