为什么函数式编程在Java中很危险?
摘要:函数式编程这个不温不火的语言由来已久。有人说,这一年它会很火,尽管它很难,这也正是你需要学习的理由。那么,为什么函数式编程在Java中很危险呢?也许这个疑问普遍存在于很多程序员的脑中,作者Elliotte对此发表了一些见解,我们一起来看看他是怎么说的。
在我的日常工作中,我身边的开发者大多是毕业于CS编程顶级院校比如MIT、CMU以及Chicago,他们初次涉及的语言是Haskell、Scheme及Lisp。他们认为函数式编程是一种自然的、直观的、美丽的且高效的编程样式。但奇怪的是,我和我的同事并没有为Haskell、Scheme、Lisp、Clojure、Scala而编程,这个行业里的绝大部分人都会使用Python、 Ruby、Java或C#等编程,因为它们用起来比较顺手。但在Java中,函数式编程却是低效且危险的。
为什么函数式编程在Java中很危险呢?
每隔几个月,我都会在调试中发现问题,究其原因最终可追溯到滥用函数的想法以及编程算法,更重要的原因是这个虚拟机无法创建这种编程样式。
最近Bob Martin想出一个很好的例子并说明了原因。Clojure (一个真正的函数式编程)返回到25整数列表:
- (take 25 (squares-of (integers)))
此代码运行和响应速度都很快,输出结果:
- (1 4 9 16 25 36 49 64 … 576 625)
现在,假设我们想要在Java中重写,如果我们以Gosling的方式来编写Java,那么该代码是简单、快速且明显的:
- for (int i=1; i<=25; i++)
- System.out.println(i*i);
- }
但是,现在假设我们让它变得多功能性,在特定的假设范围内重置上面的Clojure样式:
尝试运行吧,OK,从堆转储(Heap Dump)中恢复 ?
- Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
- at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:2760)
- at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:2734)
- at java.util.ArrayList.ensureCapacity(ArrayList.java:167)
- at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:351)
- at Take25.integers(Take25.java:30)
- at Take25.main(Take25.java:9)
当Java输出后,Clojure如何处理函数,使该函数可返回到每一个int?
Clojure如同所有真正的函数语言(与Java不同)具备懒散赋值特性。它(指clojure)不会计算不被使用的值。它可以远离这个,因为Clojure不像Java,它是真正函数式语言,可以假定变量不发生变异,使求值的顺序变得无关紧要。因此,Clojure可以执行优化,但是Java编译器却不能——这就是为什么函数式编程在Java中是危险的原因。因为,Java不是真正的函数式语言,JIT和javac无法像在一个真正的函数式语言中积极且有效地优化函数构造对象,比如返回无穷个列表的标准函数计算,都是Java程序的死穴。这也是为什么函数式编程在Java中危险的原因。
这里,也许你会反对我的观点,OK,你无须在Java中返回所有的整数列表(或者甚至是所有的ints);但是相信没人做到这一点。
我们来一起看看比较现实的做法。这里我再次使用递归来计算而不是循环:
- public class Squares {
- public static void main(String args[]) {
- squareAndPrint(1, Integer.parseInt(args[0]));
- }
- public static void squareAndPrint(int n, int max) {
- System.out.println(n * n);
- if (max > n) {
- squareAndPrint(n + 1, max);
- }
- }
- }
开始运行!
很抱歉,堆栈溢出。这就是为什么在XOM中我小心翼翼地使用循环,即使递归的地方十分清楚也不使用递归。否则,精心配置XML文档可能会造成XOM-using程序来转储核心。因此,避免在非函数式语言中进行大量递归,正如Java和C不仅仅是性能需求,也是安全方面的要求。
写在最后:
我不是说函数式编程不好,也不是说函数式编程低效,其实,我热爱函数式编程。就像我的同事认为函数式编程是自然、直观且美丽的编程风格,但当它作为一们语言比如为Haskell重新设计时,Java中函数语句的性能Bug绝对能要了你的命。
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