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詳解Java中的三種函數(shù)式編程，以及具體的實現(xiàn)方法

猿友 2021-07-17 10:07:59 瀏覽數(shù) (7505)
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在程序開發(fā)中使用函數(shù)式編程，可以減少冗雜的代碼，加快開發(fā)速度等。接下來，我將給大家講講在 Java 8 中的三種函數(shù)式編程的方法，lambda 表達式、:: 符號和 Optional 類，下面是詳細內(nèi)容。

 0. 函數(shù)式編程

    函數(shù)式編程（Functional Programming）屬于編程范式（Programming Paradigm）中的用語，此外還有命令式編程（Imperative Programing）等，有興趣的同學(xué)可以自行了解，我們這里大概解釋一下函數(shù)式編程，在函數(shù)式編程中，輸入一旦確定了，輸出都確定了，函數(shù)調(diào)用的結(jié)果只依賴于傳入的輸入變量和內(nèi)部邏輯，不依賴于外部，這樣的寫出的函數(shù)沒有副作用。舉個例子：

public class Person{

 private int a = 1;

 public int add(int b){
  return a + b;
 }

 public int pow(int c){
  return c * c;
 }

 public static void main(String[] args){
  Person p = new Person();
  p.add(1);
  p.pow(2);
 }
}

    上面代碼中add(int b)這個方法就不符合函數(shù)式編程，這個函數(shù)調(diào)用后的結(jié)果不確定，它的結(jié)果不僅取決于b還取決于字段a。而pow(int c)這函數(shù)就是符合函數(shù)式編程的典范，只要調(diào)用它，輸入的值c確定了返回值就肯定確定了。
    在函數(shù)式編程中，函數(shù)也是一等公民，可以被當做參數(shù)傳遞，可以被賦值，被引用，可以把它當做一種數(shù)據(jù)類型來對待，如果你會使用javascript之類的語言就可以有更深的體會。如果要深入了解這種編程范式可以自行網(wǎng)上搜素資料了解。

1. lambda表達式

    lambda表達式是jdk8中的新特性，上面講函數(shù)式編程就是引入這個，oracle在jdk8中引入了lambda，從此Java中開始對函數(shù)式編程的部分支持。
    Java中l(wèi)ambda表達式的語法結(jié)構(gòu)：(params) -> expression。由三部分構(gòu)成，第一部分是括號以及括號內(nèi)部的形式參數(shù)，第二部分是"->"箭頭符號，第三部分是expression方法體，方法體可以是代碼塊也可以是執(zhí)行表達式。

//1. lambda表達式的完整形態(tài)：有輸入?yún)?shù)，有返回值，有代碼塊。
(int a, int b) -> {
 int c = a + b;
 return c;
}
//2. lambda表達式在某些情況也可以省略一部分
 //2.1 當代碼塊不需要返回值的 時候可以省略return語句
  (int a, int b) -> {
  int c = a + b;
 }
 //2.2 當代碼塊只有一句的時候可以省略大括號
  //并且這種情況默認返回這一句代碼的執(zhí)行結(jié)果
 (int a, int b) -> a + b; // 同1具有同樣的作用
 //2.3 形參的類型可以根據(jù)函數(shù)式接口的里面的方法聲明自行推斷
  //可以省略形參類型
 (a, b) -> a + b; // 同1，2.2具有同樣的效果
 //2.4 當只有一個參數(shù)的時候可以省略，形參的小括號
 a -> a * a;

    接下來展示一個從定義接口到使用lambda表達式的代碼

/**
 * description:
 *
 * @author waxxd
 * @version 1.0
 * @date 2019-10-15
 **/
public class Test1 {

 private int a = 1;
 private int b = 2;
 /**
  * 這個方法需要一個IAdd類型的參數(shù)
  * @param add
  * @return
  **/
 public int add1(IAdd add){
  return add.add(a,b);
 }
 public static void main(String[] args) {
  Test1 test1 = new Test1();
  // 使用lambda表達式
  int c = test1.add1((a, b) -> a + b);
  System.out.println(c);
  // 使用匿名類
  int d = test1.add1(new IAdd(){
   @Override
   public int add(int a, int b){
    return a + b;
   }
  });
  System.out.println(d);
 }
}

/**
 * description:
 *   函數(shù)式接口，里面抽象方法只能有一個
 * @author waxxd
 * @version 1.0
 * @date 2019-10-15
 **/
@FunctionalInterface
public interface IAdd {
 int add(int a, int b);
}

    可以看見使用lambda表達式的方式相對于匿名類代碼會精簡優(yōu)雅很多，下面給出一個經(jīng)常使用的例子，創(chuàng)建線程：

public class Test(){
 public static void main(String[] args) {
  Thread t1 = new Thread(new Runable(){
   System.out.println("使用匿名類的方式創(chuàng)建線程");
  });

  Thread t2 = new Thread( () -> System.out.println("使用lambda方式創(chuàng)建線程"));

  t1.start();
  t2.start();
 
 } 
}

2. 雙冒號::符號

    這個符號第一次看見是在c++里面，在c++里面是一個類似標識作用域解析符號或者范圍的符號，描述可能不準確，對c++有興趣的同學(xué)可以自行查找。如果了解c++，這個操作符號就勉強類似類似在c++中函數(shù)指針，::在Java里面也可以叫做方法引用，就上面說的函數(shù)也是一等公民，這里就類似把方法作為參數(shù)傳入。前面的例子我們使用lambda表達式都類似使用匿名類實現(xiàn)接口的方法，然而還有一種情況我們并不想要自己去實現(xiàn)接口的方法，只是想傳進去一個已經(jīng)有過實現(xiàn)了的方法，就可以使用::,它的語法規(guī)則如下：
                  類名::靜態(tài)方法名 或者 類的實例::實例方法。

List<File> list = new ArrayList<>;
list.forEach(File::getName); // 使用雙冒號傳遞一個函數(shù)進來,
list.forEach( file -> file.getName()); // 使用正常的lambda表達式

3. Optional類

    Optional也是jdk8中的一個新的類的，它給予我們更加優(yōu)雅的方式來處理Java語言中的NPE異常?？梢詮囊欢ǔ潭壬洗鎖f判斷, 介紹相關(guān)接口:

  • empty 創(chuàng)建一個空的Optional對象
  • of 和ofNullable

of創(chuàng)建一個Optional對象, 如果傳入的參數(shù)為空則跑出NPE異常.
ofNullable和上面一樣, 但是當傳入?yún)?shù)為空的時候會調(diào)用empty方法創(chuàng)建一個空Optional對象.

Optional<String> of = Optional.of("waxxd");
// 傳入空參數(shù)會拋出NullPointerException異常
Optional<String> ofNull = Optional.of(null); 
// 以下兩句都正常執(zhí)行
Optional<String> ofNullable = Optional.ofNullable("waxxd");
// 參數(shù)為空的時候相當調(diào)用Optional.empty()
Optional<String> ofNullableNull = Optional.ofNullable(null);

get/orElse/orElseGet/orElseThrow

// get 獲取Option包裹的值如果值為null則拋出NoSuchElementException異常
String aa = Optional.of("aa").get();
// orElse 獲取值如果值為空則返回orElse設(shè)置的默認值
String aa1 = Optional.of("aa").orElse("bb");
// orElseGet 獲取值如果值為空則內(nèi)部可以是一個實現(xiàn)Supplier接口的匿名內(nèi)部類調(diào)用提供返回結(jié)果
String aa2 = Optional.of("aa").orElseGet( () -> "aaa".toUpperCase());
// orElseThrow獲取值如果不存在則拋出后面的異常
Optional.empty().orElseThrow(IllegalArgumentException::new);

// 實際的應(yīng)用, 也就是上文所說的如何優(yōu)化if
// 比如你有個接口, 用戶傳入?yún)?shù)Integer type, 用戶也可以選擇不傳, 不傳我們?yōu)樗O(shè)置默認值1
public void f(Integer type){
	if(type = null) {
		type = 1;
	}
	
	Optional.ofNullable(type).orElse(1);
}

本篇關(guān)于詳解Java中的三種函數(shù)式編程，以及具體的實現(xiàn)方法的文章就介紹到這了,想要了解更多相關(guān)Java其他的內(nèi)容請搜索W3Cschool以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持！


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