函数式编程之组合性:函数式编程为什么如此吸引人?

本文探讨了从LISP的列表处理理念出发,如何应用map、filter、reduce等函数式编程技巧,特别是在Java 8 Stream API中的实践。通过实例展示了如何利用这些工具计算学生中男生数量,并结合面向对象编程进行组合。文章强调了列表转换方法的表达性和代码优化潜力。

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函数式编程探索是从LISP语言开始,LISP源自“List Processing”,指明了这个语言的核心概念:List列表,最为常用的数据结构。

LISP认为大部分操作最后都可归为列表转换,即数据经过一系列的列表转换会得到一个结果。要理解这一系列转换,就要先理解每个基础的转换:map、filter和reduce等,MapReduce也就源自函数式编程里列表转换的模式。

若能正确理解,就能抛弃for循环。

比如,我有一组数[1、2、3、4]:

[](()map

把一组数据通过一个函数映射为另一组数据。

经过map操作,这里用作映射的函数是乘以2,即这组数都乘2,就得到一组新数[2、4、6、8]。

[](()filter

把一组数据按照某个条件进行过滤,只有满足条件的数据才会留下。

过滤函数:大于2,即只有大于2的数 《一线大厂Java面试题解析+后端开发学习笔记+最新架构讲解视频+实战项目源码讲义》无偿开源 威信搜索公众号【编程进阶路】 才会留下,得到的结果就是[3、4]。

[](()reduce

把一组数据按照某个规则,归约为一个数据。

做个reduce操作,其归约函数是一个加法操作,也就是这组数里面的每个元素相加,最终会得到一个结果,也就是 1+2+3+4=10。

现在想知道学生里男生总数,可给Student类新增性别字段:

传统写法:

按列表转换思维,首先,过程分解:

  • 取出性别字段

  • 判别性别是否为男性

  • 计数加1

刚好对应map、filter、reduce:

  • map取出学生的性别字段

  • filter过滤性别男

  • reduce归约函数加1

分解后映射到代码上。Java 8也支持列表转换。为兼容原有API,提供了新接口Stream:,可将其理解成List的另一种表现形式。

于是使用Java8 Stream的写法:

基本和操作步骤对应,只是多了步将性别转换成1,便于后面计算。

map、filter和reduce只是最基础的三个操作,列表转换可提供操作要更多。只是大多数在这三基础封装。

比如,上面最后两步map、reduce,Java8 Stream接口提供了count:

同是处理一组数据,推荐函数式的列表转换,而非传统for循环:

  • 更有表达性的写法,案例也看到了,和我们想做的事一一对应

  • 这里提取出来比较性别的方法,它就是一个可以用作组合的基础接口,可以在多种场合复用

结构化编程提供的控制结构也是一层封装。熟悉函数式编程后,这些代码理解起来同那些控制结构无本质区别,只是抽象级别更高,提供更好表达性。

代码的表达性,有一个描述了做什么的接口后,具体怎么做就可以在背后不断优化了。

比如,如果一个列表的数据特别多,可考虑并发处理,而这种优化对使用端透明。MapReduce 甚至将运算分散到不同的机器上执行,但背后逻辑都一样。

[](()面向对象与函数式编程的组合

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  • 面向对象组合的元素是类和对象

  • 函数式编程组合的是函数

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