讓我們來說說函數(shù)式編程--Lambda表達式
上周開始讨惩，看了這本書--Java 8 函數(shù)式編程产弹，以下是我的讀書摘抄剑勾。

背景知識：

函數(shù)接口：只有一個抽象方法的接口

方法簽名：由方法名+形參列表構(gòu)成+返回值類型量窘。JVM是并沒有特別明確的將數(shù)據(jù)類型寫出來雇寇，而是提供了特殊的表示法。

惰性求值方法： 只描述Stream蚌铜，不產(chǎn)生實際執(zhí)行的方法

及早求值： 立刻執(zhí)行

函數(shù)的副作用：當調(diào)用函數(shù)時锨侯，除了返回函數(shù)值之外，還對主調(diào)用函數(shù)產(chǎn)生附加的影響（例如修改全局變量或修改參數(shù)）

純函數(shù)：輸入輸出數(shù)據(jù)流全是顯式的（顯式的含義是：函數(shù)與外界交換數(shù)據(jù)只有一個唯一渠道——參數(shù)和返回值冬殃；函數(shù)從函數(shù)外部接受的所有輸入信息都通過參數(shù)傳遞到該函數(shù)內(nèi)部囚痴；函數(shù)輸出到函數(shù)外部的所有信息都通過返回值傳遞到該函數(shù)外部）

非純函數(shù)：與純函數(shù)相反，函數(shù)通過參數(shù)和返回值以外的渠道审葬，和外界進行數(shù)據(jù)交換深滚。比如，讀取全局變量涣觉，修改全局變量痴荐。

阿姆達爾定律：對于固定負載情況下描述并行處理效果的加速比s，S=1/(1-a+a/n)旨枯，其中a為并行計算部分所占比例蹬昌，n為并行處理結(jié)點個數(shù)

正文

Lambda表達式

在思考問題時，使用不可變值和函數(shù)攀隔，函數(shù)對一個值進行處理皂贩，映射成另一個值

Lambda表達式

1. 傳入一段代碼塊
2. 不需要顯式聲明／指定參數(shù)類型（編譯器可以通過方法簽名來推斷類型）

Lambda表達式引用的局部變量必須是final或既成事實上的final變量（基本類型只能賦值一次栖榨，對象的引用不能改變）

Stream API

意義和創(chuàng)新：遍歷從外部迭代變成了內(nèi)部迭代。把程序扮演Director導演類的部分邏輯和操作提取明刷、轉(zhuǎn)移到了類庫中

實現(xiàn)機制

Stream操作分為惰性求值和及早求值婴栽；形成一個惰性求值的鏈，最后用一個及早求值的操作返回想要的結(jié)果辈末。

整個過程被分解為多個惰性求值操作和一個單個及早求值操作愚争，而這些多個操作只需要遍歷一次。整個過程和建造者模式有共同之處挤聘。建造者模式使用一系列操作來設置屬性并配置轰枝，最后調(diào)用build方法，這時组去，對象才被真正創(chuàng)建鞍陨。

常用的流操作

collect：流生成集合

map：改變流中元素的類型

flatMap：把最初流中的一個元素轉(zhuǎn)成一個流

filter：過濾流中的元素

Max/Min：求極值，返回 Optional （涉及比較器類Comparator从隆，因為比較意味著排序诚撵，排序意味著需要一個排序的指標）

reduce

Lambda表達式正確使用姿勢

1）明確要達成什么轉(zhuǎn)化，而不是說明如何轉(zhuǎn)化

2）寫出的函數(shù)盡量沒有副作用

純函數(shù)的優(yōu)點

1. 無狀態(tài)键闺，線程安全寿烟。不需要線程同步。
2. 純函數(shù)相互調(diào)用組裝起來的函數(shù)辛燥，還是純函數(shù)筛武。
3. 可緩存結(jié)果，原生支持并行（不懂）

I/O API可以看作是一種特殊的全局變量购桑。文件畅铭、屏幕、數(shù)據(jù)庫等輸入輸出結(jié)構(gòu)可以看作是獨立于運行環(huán)境之外的系統(tǒng)外全局變量勃蜘，而不是應用程序自己定義的全局變量。

類庫

裝箱類型在Lambda表達式上的體現(xiàn)

1. int整型在內(nèi)存中占用4個字節(jié)假残，Integer在內(nèi)存中占用16字節(jié)缭贡；
2. 基本類型和裝箱類型相互轉(zhuǎn)化需要額外的計算開銷
3. 在Java中想要一個包含整型值的列表List<int>,實際上得到的卻是一個包含整型對象的列表List<Integer>；

對于需要大量數(shù)值運算的算法來說辉懒，由于上述的原因阳惹，減緩了程序的運行速度

因此，Stream類的某些方法對基本類型和裝箱類型做了區(qū)分眶俩；Java 8對整型莹汤，長整型和雙浮點型做了特殊處理；方法有：mapToLong(),MapToInt();

Lambda表達式的重載

Lambda表達式的類型就是對應的函數(shù)接口類型颠印。遇到重載時調(diào)用準則：

1. 優(yōu)先執(zhí)行最具體的類型
2. 如果最具體的類型有多個纲岭，則需要認為指定類型

默認方法

Java 8新增一個關(guān)鍵詞default抹竹，在接口中，可以存在由default修飾的默認方法（也就是說止潮，Java 8接口里窃判，不再只能是抽象方法，具體的方法也可以存在即默認方法喇闸；同時袄琳，也允許存在靜態(tài)方法），當子類不實現(xiàn)這個接口的某個抽象方法時燃乍，子類就是使用該默認方法唆樊。

還要注意一點：一個類要實現(xiàn)的接口里，存在默認方法和它父類的方法相同刻蟹，則優(yōu)先選擇父類定義的方法窗轩。

歸納出兩條簡單的定律：

1. 類勝于接口。如果在繼承鏈中有方法或抽象方法聲明座咆，那么久可以忽略接口中定義的方法
2. 子類勝過父類痢艺。如果一個接口繼承了另一個接口，且兩個接口都定義了一個默認的方法介陶，那么子類中定義的方法勝出堤舒。

Optional

該新的數(shù)據(jù)類型，用來替換null哺呜。Optional對象相當于值的容器舌缤，類似ThreadLocal用法

1. 創(chuàng)建Optional對象：Optional.of()
2. 獲取值：get();
3. 獲取可能存在的空值：empty().
4. 判斷Optional對象理是否有值：isPresent();
5. orElse(T t),當Optional對象為空時，提供一個備選值t
6. orElseGet(Supplier supplier):當Optional對象為空時某残，調(diào)用這個函數(shù)接口

特殊的修飾

@FunctionalInterface

該注釋會強制javac檢查一個接口是否符合函數(shù)接口的標準（一個接口国撵，只有一個抽象方法），如果該注釋添加給一個枚舉類型玻墅，類或另一個注釋介牙，或者接口含不止一個抽象方法，javac就會報錯（編譯的時候）澳厢。重構(gòu)代碼時环础，使用它能很容易發(fā)現(xiàn)問題。

高級集合類

方法引用

本小節(jié)摘自【譯】Java 8的新特性—終極版

方法引用使得開發(fā)者可以直接引用現(xiàn)存的方法剩拢、Java類的構(gòu)造方法或者實例對象线得。方法引用和Lambda表達式配合使用，使得java類的構(gòu)造方法看起來緊湊而簡潔徐伐，沒有很多復雜的模板代碼贯钩。

西門的例子中，Car類是不同方法引用的例子，可以幫助讀者區(qū)分四種類型的方法引用角雷。

public static class Car {
public static Car create( final Supplier< Car > supplier ) {
    return supplier.get();
}              

public static void collide( final Car car ) {
    System.out.println( "Collided " + car.toString() );
}

public void follow( final Car another ) {
    System.out.println( "Following the " + another.toString() );
}

public void repair() {   
    System.out.println( "Repaired " + this.toString() );
}
}

第一種方法引用的類型是構(gòu)造器引用祸穷，語法是Class::new，或者更一般的形式：Class<T>::new谓罗。注意：這個構(gòu)造器沒有參數(shù)粱哼。

final Car car = Car.create( Car::new );
final List< Car > cars = Arrays.asList( car );

第二種方法引用的類型是靜態(tài)方法引用，語法是Class::static_method檩咱。注意：這個方法接受一個Car類型的參數(shù)揭措。

cars.forEach( Car::collide );

第三種方法引用的類型是某個類的成員方法的引用，語法是Class::method刻蚯，注意绊含，這個方法沒有定義入?yún)ⅲ?/p>

cars.forEach( Car::repair );

第四種方法引用的類型是某個實例對象的成員方法的引用，語法是instance::method炊汹。注意：這個方法接受一個Car類型的參數(shù)：

final Car police = Car.create( Car::new );
cars.forEach( police::follow );

數(shù)據(jù)并行化

并發(fā)躬充，并行；數(shù)據(jù)并行化讨便；任務并行化

調(diào)用parallelstream()／parallel(),生成一個并行化流

收集器

Collectors.toList()充甚，Collectors.toSet,Collectors.to

調(diào)試Lambda表達式

對于業(yè)務穩(wěn)定，生命周期較長的產(chǎn)品霸褒，可以引入單元測試伴找。

程序員寫出的程序bug，有兩種

1. 實現(xiàn)業(yè)務邏輯的思路錯誤
2. 實現(xiàn)業(yè)務邏輯的思路對了废菱，但是在實現(xiàn)過程中出了問題技矮，開發(fā)者設想的過程和真實的情況不同。

軟件產(chǎn)品種殊轴，大部分bug來源于第二種衰倦。我們對單元測試，下一個定義：單元測試是測試一段代碼的行為是否符合預期的方式旁理。我們對每一個方法輸出結(jié)果都存在一個預期樊零，這個預期是我們在實現(xiàn)業(yè)務過程中的一個環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)全部累加起來韧拒，每個環(huán)節(jié)的結(jié)果都是我們想要的淹接，那么這個業(yè)務我們就能正確的實現(xiàn)了。因此叛溢，單元測試，能檢測出第二種bug劲适；

對重構(gòu)Lamdba表達式的思考

如果存在多個方法楷掉，每個方法的處理過程相同，輸入輸出類型相同，不同的是操作的具體邏輯烹植，則可以把相同的操作提取成新的方法斑鸦，不同的操作通過方法入?yún)眢w現(xiàn)。比如下面兩個方法：

計算音樂家數(shù)量

public long countMusicians(){
    return albums.stream()
                    .mapToLong(albu ->.getMusicians().count)
                    .sum()
}

計算單曲數(shù)量

public long countTracks(){
    return albums.stream()
                    .mapToLong(albu ->.getTracks().count)
                    .sum()
}   

要怎么重構(gòu)呢草雕？

首先我們定義一個函數(shù)接口巷屿，輸入Album類，輸出一個long型, 引入泛型（Java 8其實已經(jīng)定義了這種輸入輸出的接口了）

public interface ToLongFunction<T>{
    long applyAsLong(T value);
}

我們知道墩虹，Lambda表達式返回類型是函數(shù)接口嘱巾，因此上述的兩個方法就可以重構(gòu)成下面的樣子

public long countMusicians(){
    return countFeature(ablum -> album.getMusicians().count())
}

public long countTracks(){
    return countFeature(ablum -> ablum.getTracks().count())
}

private long countFeature(ToLongFuction<Album> function){
    return albums.stream()
                    .mapToLong(function)
                    .sum();
}

整個思考過程，和非函數(shù)式編程是類似的诫钓。

對惰性求值方法的調(diào)試

Java 8 提供了一個方法peek()旬昭，舉個例子

Stream.of("one", "two", "three", "four")
        .peek(e -> System.out.println("Peeked value: " + e))
        .map(String::toUpperCase)
        .peek(e -> System.out.println("Mapped value: " + e))
        .collect(Collectors.toList());

這樣就能對流的每一個元素處理的先后值的變化進行觀察了

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