函數(shù)式編程重要概念
在眾多的編程范式中，大多數(shù)開(kāi)發(fā)人員比較熟悉的是面向?qū)ο缶幊谭妒剿健Ｒ环矫媸怯捎诿嫦驅(qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言比較流行，與之相關(guān)的資源比較豐富棒厘，比如Java纵穿，c++等。
另外一方面是由于大部分學(xué)校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的課程設(shè)置奢人，都選擇流行的面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言谓媒。面向?qū)ο缶幊谭妒降膬?yōu)點(diǎn)在于其抽象方式與現(xiàn)實(shí)中的概念比較相近。比如何乎，學(xué)生句惯、課程土辩、汽車和訂單等這些現(xiàn)實(shí)中的概念，在抽象成相應(yīng)的類之后抢野，我們很容易就能理解類之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系拷淘。這些類中所包含的屬性和方法可以很直觀地設(shè)計(jì)出來(lái)。
函數(shù)式編程范式則相對(duì)較難理解指孤。這主要是由于函數(shù)所代表的是抽象的計(jì)算启涯，而不是具體的實(shí)體。因此比較難通過(guò)類比的方式來(lái)理解恃轩。
舉例來(lái)說(shuō)：
在一個(gè)學(xué)生信息管理系統(tǒng)中结洼，可能會(huì)需要找到一個(gè)班級(jí)的某門(mén)課程的最高分?jǐn)?shù)；在一個(gè)電子商務(wù)系統(tǒng)中叉跛，也可能會(huì)需要計(jì)算一個(gè)訂單的總金額松忍。看似風(fēng)馬牛不相及的兩件事情筷厘，其實(shí)都包含了同樣的計(jì)算在里面鸣峭。
那么他們的共同點(diǎn)是什么呢？
對(duì)一個(gè)可迭代的對(duì)象進(jìn)行遍歷敞掘，同時(shí)在遍歷的過(guò)程中執(zhí)行自定義的操作叽掘。在計(jì)算最高分?jǐn)?shù)的場(chǎng)景中，在遍歷的同時(shí)需要保存當(dāng)前已知最高分?jǐn)?shù)玖雁，并在遍歷過(guò)程中更新該值更扁；在計(jì)算訂單總金額的場(chǎng)景中，在遍歷的同時(shí)需要保存當(dāng)前已累積的金額赫冬，并在遍歷過(guò)程中更新該值浓镜。
上面的話還是太抽象了，用直觀的代碼來(lái)表示：
計(jì)算學(xué)生的最高分?jǐn)?shù)的代碼
int maxMark = 0;
for (Student student : students) {
if (student.getMark() > maxMark) {
maxMark = student.getMark();
}
}
計(jì)算訂單的總金額的代碼
BigDecimal total = BigDecimal.ZERO;
for (LineItem item : order.getLineItems()) {
total = total.add(item.getPrice().multiply(new BigDecimal(item.getCount())));
}
你可能還會(huì)問(wèn)題劲厌，這兩段代碼不一樣啊膛薛，好了，用我們面向?qū)ο蟮某橄髞?lái)提取下上面兩段代碼的共性：
該計(jì)算模式由 3 個(gè)部分組成：
- 保存計(jì)算結(jié)果的狀態(tài)补鼻，有初始值哄啄。
- 遍歷操作。
- 遍歷時(shí)進(jìn)行的計(jì)算风范，更新保存計(jì)算結(jié)果的狀態(tài)值咨跌。
下面，我們把這 3 個(gè)元素提取出來(lái)硼婿，用代碼表示
reduce(students, (mark, student) -> {
return Math.max(student.getMark(), mark);
}, 0);
reduce(order.lineItems, (total, item) -> {
return total.add(item.getPrice().multiply(new BigDecimal(item.getCount())))
}, BigDecimal.ZERO);
了解函數(shù)式編程的讀者應(yīng)該已經(jīng)看出來(lái)了锌半，這就是常用的 reduce 函數(shù)。
Java中的函數(shù)式編程
作為面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言寇漫，Java 中使用接口來(lái)表示函數(shù)刊殉。直到 Java 8殉摔，Java 才提供了內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn) API 來(lái)表示函數(shù)，增加了java.util.function 包
Function<T, R>
Function<T, R>定義在java.util.function 包记焊。
Function<T, R> 表示接受一個(gè)參數(shù)的函數(shù)逸月，輸入類型為 T，輸出類型為 R遍膜。
Function 接口只包含一個(gè)抽象方法 R apply(T t)彻采，也就是在類型為 T 的輸入 t 上應(yīng)用該函數(shù)，得到類型為 R 的輸出捌归。
除了接受一個(gè)參數(shù)的 Function 之外，還有接受兩個(gè)參數(shù)的接口 BiFunction<T, U, R>岭粤，T 和 U 分別是兩個(gè)參數(shù)的類型惜索，R 是輸出類型。BiFunction 接口的抽象方法為 R apply(T t, U u)剃浇。超過(guò) 2 個(gè)參數(shù)的函數(shù)在 Java 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中并沒(méi)有定義巾兆。
除了 Function 和 BiFunction 之外，Java 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)還提供了幾種特殊類型的函數(shù)：
- Consumer<T>：接受一個(gè)輸入虎囚，沒(méi)有輸出角塑。抽象方法為 void accept(T t)。
- Supplier<T>：沒(méi)有輸入淘讥，一個(gè)輸出圃伶。抽象方法為 T get()。
- Predicate<T>：接受一個(gè)輸入蒲列，輸出為 boolean 類型窒朋。抽象方法為 boolean test(T t)。
- UnaryOperator<T>：接受一個(gè)輸入蝗岖，輸出的類型與輸入相同侥猩，相當(dāng)于 Function<T, T>。
- BinaryOperator<T>：接受兩個(gè)類型相同的輸入抵赢，輸出的類型與輸入相同欺劳，相當(dāng)于 BiFunction<T,T,T>。
- BiPredicate<T, U>：接受兩個(gè)輸入铅鲤，輸出為 boolean 類型划提。抽象方法為 boolean test(T t, U u)。
@FunctionalInterface
函數(shù)式接口(Functional Interface)就是一個(gè)有且僅有一個(gè)抽象方法彩匕，但是可以有多個(gè)非抽象方法的接口腔剂。
有意思的是，這個(gè)抽象方法的方法名無(wú)所謂驼仪，因?yàn)楹瘮?shù)式接口可以被隱式轉(zhuǎn)換為 lambda 表達(dá)式掸犬，lambda 是不需要方法名的袜漩。
Lambda 表達(dá)式和方法引用（實(shí)際上也可認(rèn)為是Lambda表達(dá)式）上。
如定義了一個(gè)函數(shù)式接口如下：
@FunctionalInterface
interface GreetingService
{
void sayMessage(String message);
}
那么就可以使用Lambda表達(dá)式來(lái)表示該接口的一個(gè)實(shí)現(xiàn)(注：JAVA 8 之前一般是用匿名類實(shí)現(xiàn)的)：
GreetingService greetService1 = message -> System.out.println("Hello " + message);
函數(shù)式接口可以對(duì)現(xiàn)有的函數(shù)友好地支持 lambda湾碎。
