java必须了解的函数式编程及lambda表达式

什么是函数式编程

在介绍函数式编程前，先了解一下平时我们所使用命令式编程，命令式编程是告诉计算机如何一步一步执行编程风格。
比如我们要在一个苹果的对象集合中筛选出颜色为红色的苹果集合。我们需要写以下代码：

1. 创建存储苹果的集合list
2. 遍历这个集合
3. 判断苹果颜色是不是为红色，如果满足条件，加入结果集合

public static List<Apple> getRedAppleDeclarative(List<Apple> apples) {
    List<Apple> results = new ArrayList<> ();
    for (Apple apple : apples) {
        if("red".equals (apple.getColor ())){
            results.add (apple);
        }
    }
    return results;
}

那么函数式编程是怎样进行操作的呢？函数式编程类似于我们的sql语句

select * from table where 条件语句

只声明我想要什么，以及条件即可

public static List<Apple> getRedAppleFunctional(List<Apple> apples) {
    return apples.stream ().filter (apple -> "red".equals (apple.getColor ())).collect (Collectors.toList ());
}

可以看到通过函数式编程大大简化了代码语句，同时如果对函数式结构熟悉的话，很快便可知道这段代码的含义:stream获取apples集合流—>filter过滤满足的条件—>collect转化为list输出

相比于繁琐的命令式代码，我们函数式编程可以令代码瞬间充满小清新学院风，话不多说，赶紧学习起来以备下次装B之需吧。

通过与数学函数的对比加深理解函数式编程

我们都知道数学的中函数思想，比如根据输入x求的y的值，我们用数学函数表示 y=f(x) = x+10, x为输入，以x+10为结果做为条件
那么用java函数式编程风格可以表示为

 Function<Integer,Integer> function = (x)->{return x+10;};

具体调用：

public static Integer calculate(Function<Integer,Integer> function){
    return function.apply (10);
}
public static void main(String[] args) {
    Function<Integer,Integer> function = (x)->{return x+10;};
    Integer result = calculate (function);
}

在上面的代码中我们看到，main函数中我们定义的function 就是数学中的函数f(x) ,我们把定义好的函数传给方法caculate， caculate中function.apply(10)就相当于我们调用了数学函数f(10).

lambda表达式

我们上面Function接口来表达数据函数f(x) = x+10,这个function就是一个lambda表达式,lamdba表达式由参数箭头和主体构成，基本语法为: (参数)->表达语句

使用lamdba的好处是非常直观，编程者的意图十分明显的表现在lambda表达式里。
java8为lambda是使用提供了一个function包，提供lambda接口,比如上面我们使用过的Function接口，它的定义是

@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
    /**
     * Applies this function to the given argument.
     *
     * @param t the function argument
     * @return the function result
     */
    R apply(T t);

    default <V> Function<V, R> compose(Function<? super V, ? extends T> before) {
        Objects.requireNonNull(before);
        return (V v) -> apply(before.apply(v));
    }
    ...
}

可以看到在Function接口中，除了default修饰的方法外，接口中只能有一个方法apply，这也是使用lambda接口的必要条件。他表示给定一个输入T，返回一个输出R，使用lamdba接口时，我们使用表达式来表示实现接口的唯一方法apply()

Function<Integer,Integer> function = (x)->{
  System.out.println("x : "+ String.valueof(x));
  return x+10;
};

lambda表达式的另一种表现形式为 lambda方法引用：

lambda方法引用 通过描述符号 :: 来区分类和方法 ::前面是类名;后面是方法，但是不加()

//lamdba
Predicate<String> q = (String a) -> {
    return a.isEmpty ();
};

使用方法引用来表示的话：

Predicate<String> p = String::isEmpty;

具体调用：

public class LambdaTest {

    public static void lambdaFunc(Consumer<String> consumer, Predicate<String> predicate,String test) {
        boolean condition = predicate.test ("");
        if(condition){
            consumer.accept (test);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Predicate<String> p = String::isEmpty;
        Consumer<String> c = System.out::println;
        lambdaFunc (c,p,"test");
    }
}

上面代码表示如果方法参数test不为空,则进行打印

lambda引用还包括 代替函数式接口和构造函数引用

代替函数式接口:
例1：

List<String> testList = Arrays.asList ("a", "b", "A", "B");
//        testList.sort ((s1, s2) -> s1.compareToIgnoreCase (s2));
  testList.sort (String::compareToIgnoreCase);
        System.out.println (testList);

例2：

public static void main(String[] args) {
//  Function<String, Integer> f1 = (String a) -> {return Integer.valueOf (a);};
    Function<String, Integer> f2 = Integer::valueOf;
    Integer result = f2.apply ("2");
    System.out.println (result);
}

Function中的泛型 String代表返回类型，Integer代表输入类型，在lambda引用中会根据泛型来进行类型推断。
构造函数引用:

//方法引用之构造函数引用
public void constructQuote(){
//    Supplier<QuoteClass> s1 = () -> new QuoteClass ();
    Supplier<QuoteClass> s2 = QuoteClass::new;
}

例子中Supplier 返回一个泛型中类的实例。
以上是函数式编程和lambda的介绍，接下来我们会对java中的stream api进行分析，其中涉及的大量的函数式编程的使用。

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