java函数式编程之lambda表达式

作为比较老牌的面向对象的编程语言java,在对函数式编程的支持上一直不温不火。

认为面向对象式编程就应该纯粹的面向对象,于是经常看到这样的写法:如果你想写一个方法,那么就必须把它放到一个类里面,然后new出来对象,对象调用这个方法。

这种方式在函数式编程语言看来太死板,没有必要在对待多种编程范式上采取非此即彼的做法。

如今比较现代的编程语言也都是多编程范式的支持,不再去对一种编程范式固守一隅,一种语言可能会同时具有面向对象、函数式、元编程等多种特性,这方面java的后来者C#都走在她的前面。

终于在jdk8里发现了lambda表达式的影子,java也开始加入这种函数式编程特性,java码农们终于在之前老土的方法之外有了一种更为简便的选择。

首先来看,lambda之前java的做法: 使用匿名内部类:

public void testAnonymousClass() {
Integer[] nums = {2, 5, 1, 6};
Arrays.sort(nums, new Comparator<Integer>() {
@Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
if(o1 < o2)
return -1;
return 0;
}
});
for (Integer n : nums) {
System.out.println(n);
}
}

函数式编程语言的做法,这里拿go的代码为例:

package main
import (
"fmt"
)
// 插入排序
func sort(nums []int, compare func (a, b int) int) {
length := len(nums)
for i := length - 1; i >= 0; i-- {
for j := i; j + 1 < length; j++ {
cur := nums[j]
next := nums[j + 1]
if compare(cur, next) > 0 {
nums[j], nums[j + 1] = next, cur
}
}
}
}
func main() {
nums := []int{2, 5, 1, 6}
sort(nums, func(a, b int) int {
if a > b {
return 1
}
return 0
})
fmt.Println(nums)
}

go的代码看上去比较长,由于没有像java一样使用类库提供的排序算法,所以go自己实现的插入排序。 这里go语言具有函数里面传函数的能力(也叫高阶函数),所以代码看起来简洁了很多。一般这种场景,函数式编程语言使用匿名函数的方式,在java的看来就必须通过匿名内部类来实现。首先实现一个接口,接口里面定义好方法,匿名内部类实现接口,然后在传入的函数中,通过传递的对象,实现对匿名内部类里的方法的回调。这也就是lambda表达式之前的基本做法。

lambda表达式是对java实现函数式编程一个取巧方式的补充,下面来看lambda方式的做法:

public void testAnonymousClass() {
Integer[] nums = {2, 5, 1, 6};
Arrays.sort(nums, (o1, o2) -> {
if(o1 < o2)
return -1;
return 0;
});
for (Integer n : nums) {
System.out.println(n);
}
}
函数式接口:这是java在解决函数式编程,引入lambda表达式的同时引入的一个概念,具体的意思就是,定义的一个接口,接口里面必须有且只有一个方法,这样的接口就成为函数式接口。 在可以使用lambda表达式的地方,方法声明时必须包含一个函数式的接口。任何函数式接口都可以使用lambda表达式替换。 下面来看lambda的基本逻辑:
button.onAction(new EventHandler<ActionEvent>() {
@Override
public void handle(ActionEvent e) {
doSomethingWith(e);
}
});

使用lambda表达式替换:

button.onAction((ActionEvent e) -> {
doSomethingWith(e);
});

此lambda表达式的类型可由编译器推断为EventHandler,因为onAction()方法采用的对象类型为 EventHandler。 由于EventHandler只有一个方法即handle(),此lambda表达式必然是handle()方法的实现。 可以继续简化lambda表达式:

button.onAction((e) -> {
doSomethingWith(e);
});

此lambda表达式的参数必须是ActionEvent,因为其类型是由EventHandler接口的 handle()方法指定的。 因此,我们可以简化此lambda表达式,因为其参数类型可以推断。 还可以继续简化:

button.onAction(e -> doSomethingWith(e));

当lambda表达式只有一个参数且参数类型可以推断时,则不需要括号。 lambda表达式中的代码块只包含一个语句,因此可以去掉大括号和分号。

可以猜测lambda表达式的实现可能是由java编译器在编译java字节码时,会翻译这样的语法糖,最终还是转化为匿名内部类来实现,至少从语义上看来是这样的。那么它究竟怎样做到的,这里的文章可以给出答案: 和Lambdas的第一次亲密接触

采用的办法是在使用lambda表达式的类中生成一个实例方法,那么当然能够访问到这个类中定义的实例变量、静态变量和公开、私有方法。 那和函数式编程相随相生的闭包问题是否支持了呢? 通过上面的介绍可以看出java对函数式编程的实现,主要还是在编译时对lambda表达式的一些转化。 让人看起来像是支持了匿名函数等函数式编程的特性,其实还是使用java自己的一套实现。所以在使用lambda表达式的时候最好头脑清醒,不要纠结是否闭包了。 以上谈的是jdk8的预览版本,也可能正式版会做很多的改进,那就不得而知了。

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