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[Google Guava] 4-函数式编程
阅读量:2119 次
发布时间:2019-04-30

本文共 4163 字,大约阅读时间需要 13 分钟。

  译者:沈义扬,校对:丁一

注意事项

截至JDK7,Java中也只能通过笨拙冗长的匿名类来达到近似函数式编程的效果。预计JDK8中会有所改变,但Guava现在就想给JDK5以上用户提供这类支持。

过度使用Guava函数式编程会导致冗长、混乱、可读性差而且低效的代码。这是迄今为止最容易(也是最经常)被滥用的部分,如果你想通过函数式风格达成一行代码,致使这行代码长到荒唐,Guava团队会泪流满面。

比较如下代码:

01 Function<String, Integer> lengthFunction = new Function<String, Integer>() {
02     public Integer apply(String string) {
03         return string.length();
04     }
05 };
06 Predicate<String> allCaps = new Predicate<String>() {
07     public boolean apply(String string) {
08         return CharMatcher.JAVA_UPPER_CASE.matchesAllOf(string);
09     }
10 };
11 Multiset<Integer> lengths = HashMultiset.create(
12      Iterables.transform(Iterables.filter(strings, allCaps), lengthFunction));

或FluentIterable的版本

01 Multiset<Integer> lengths = HashMultiset.create(
02     FluentIterable.from(strings)
03         .filter(new Predicate<String>() {
04             public boolean apply(String string) {
05                 return CharMatcher.JAVA_UPPER_CASE.matchesAllOf(string);
06             }
07         })
08         .transform(new Function<String, Integer>() {
09             public Integer apply(String string) {
10                 return string.length();
11             }
12         }));

还有

1 Multiset<Integer> lengths = HashMultiset.create();
2 for (String string : strings) {
3     if (CharMatcher.JAVA_UPPER_CASE.matchesAllOf(string)) {
4         lengths.add(string.length());
5     }
6 }

即使用了静态导入,甚至把Function和Predicate的声明放到别的文件,第一种代码实现仍然不简洁,可读性差并且效率较低。

截至JDK7,命令式代码仍应是默认和第一选择。不应该随便使用函数式风格,除非你绝对确定以下两点之一:

  • 使用函数式风格以后,整个工程的代码行会净减少。在上面的例子中,函数式版本用了11行, 命令式代码用了6行,把函数的定义放到另一个文件或常量中,并不能帮助减少总代码行。
  • 为了提高效率,转换集合的结果需要懒视图,而不是明确计算过的集合。此外,确保你已经阅读和重读了Effective Java的第55条,并且除了阅读本章后面的说明,你还真正做了性能测试并且有测试数据来证明函数式版本更快。

请务必确保,当使用Guava函数式的时候,用传统的命令式做同样的事情不会更具可读性。尝试把代码写下来,看看它是不是真的那么糟糕?会不会比你想尝试的极其笨拙的函数式 更具可读性。

Functions[函数]和Predicates[断言]

本节只讨论直接与Function和Predicate打交道的Guava功能。一些其他工具类也和”函数式风格”相关,例如,和其他用常量时间返回视图的方法。尝试看看。

Guava提供两个基本的函数式接口:

  • Function<A, B>,它声明了单个方法B apply(A input)。Function对象通常被预期为引用透明的——没有副作用——并且引用透明性中的”相等”语义与equals一致,如a.equals(b)意味着function.apply(a).equals(function.apply(b))。
  • Predicate<T>,它声明了单个方法boolean apply(T input)。Predicate对象通常也被预期为无副作用函数,并且”相等”语义与equals一致。

特殊的断言

字符类型有自己特定版本的Predicate——,它通常更高效,并且在某些需求方面更有用。CharMatcher实现了Predicate<Character>,可以当作Predicate一样使用,要把Predicate转成CharMatcher,可以使用。更多细节请参考第6章-字符串处理。

此外,对可比较类型和基于比较逻辑的Predicate,Range类可以满足大多数需求——它表示一个不可变区间。Range类实现了Predicate,用以判断值是否在区间内。例如,Range.atMost(2)就是个完全合法的Predicate<Integer>。更多使用Range的细节请参照第8章。

操作Functions和Predicates

提供简便的Function构造和操作方法,包括:

 

细节请参考Javadoc。

相应地,提供了更多构造和处理Predicate的方法,下面是一些例子:

细节请参考Javadoc。

使用函数式编程

Guava提供了很多工具方法,以便用Function或Predicate操作集合。这些方法通常可以在集合工具类找到,如Iterables,Lists,Sets,Maps,Multimaps等。

断言

断言的最基本应用就是过滤集合。所有Guava过滤方法都返回”视图”——译者注:即并非用一个新的集合表示过滤,而只是基于原集合的视图

集合类型 过滤方法
Iterable
Iterator
Collection
Set
SortedSet
Map
SortedMap
Multimap

*List的过滤视图被省略了,因为不能有效地支持类似get(int)的操作。请改用Lists.newArrayList(Collections2.filter(list, predicate))做拷贝过滤。

除了简单过滤,Guava另外提供了若干用Predicate处理Iterable的工具——通常在工具类中,或者是的”fluent”(链式调用)方法。

Iterables方法签名 说明 另请参见
是否所有元素满足断言?懒实现:如果发现有元素不满足,不会继续迭代
是否有任意元素满足元素满足断言?懒实现:只会迭代到发现满足的元素
循环并返回一个满足元素满足断言的元素,如果没有则抛出NoSuchElementException
返回一个满足元素满足断言的元素,若没有则返回Optional.absent()
返回第一个满足元素满足断言的元素索引值,若没有返回-1
移除所有满足元素满足断言的元素,实际调用Iterator.remove()方法

函数

到目前为止,函数最常见的用途为转换集合。同样,所有的Guava转换方法也返回原集合的视图。

集合类型 转换方法
Iterable
Iterator
Collection
List
Map*
SortedMap*
Multimap*
ListMultimap*
Table

*Map和有特殊的方法,其中有个参数,它可以使用旧的键值来计算,并且用计算结果替换旧值。

*对Set的转换操作被省略了,因为不能有效支持contains(Object)操作——译者注:懒视图实际上不会全部计算转换后的Set元素,因此不能高效地支持contains(Object)请改用Sets.newHashSet(Collections2.transform(set, function))进行拷贝转换。

01 List<String> names;
02 Map<String, Person> personWithName;
03 List<Person> people = Lists.transform(names, Functions.forMap(personWithName));
04  
05 ListMultimap<String, String> firstNameToLastNames;
06 // maps first names to all last names of people with that first name
07  
08 ListMultimap<String, String> firstNameToName = Multimaps.transformEntries(firstNameToLastNames,
09     new EntryTransformer<String, String, String> () {
10         public String transformEntry(String firstName, String lastName) {
11             return firstName + " " + lastName;
12         }
13     });

可以组合Function使用的类包括:

Ordering
Predicate
Equivalence
Supplier
Function

此外, API支持转换ListenableFuture。Futures也提供了接受参数的方法。AsyncFunction是Function的变种,它允许异步计算值。

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