Java 8函數式編程設計(Functional interfaces)

我自己的理解，函數式編程對用戶最大的價值是促使開發者養成模塊化編程的習慣，代碼可讀性和維護性提高很多。

通過閱讀JDK 8的 java.util.function 和
java.util.stream 包源碼，意在理解Java的函數式接口設計。

讀后自己的理解：Java函數式編程的核心是將最基礎的數學函數抽象成接口對象，可在已有的接口上進行積木拼插組合，形成完整地類型轉換系統。最基礎的數學函數包括一元函數、謂詞、二元函數、運算符計算，對應的Java接口分別是Function、Predicate、BiFunction、BinaryOperator。

源碼閱讀筆記：jdk-8-Functional-Interface

函數式接口API

• @FunctionalInterface
• Functional interfaces
  • Function
  • Consumer
  • Predicate
  • Supplier
• 數據流特性和操作
  • BaseStream
  • Stream
• 使用示例

@FunctionalInterface

• 函數式接口注解
• 從概念上講，函數式接口都只有一個抽象方法。
• 請注意，可以使用Lambda表達式、方法引用和構造器引用創建函數式接口的實例。

Functional interfaces

• 函數式接口提供lambda表達式和方法引用的目標類型
• 每個函數式接口有一個單一的抽象方法，稱為函數方法
• 函數式接口可以匹配或適配為lambda表達式的參數和返回類型
• 函數式接口可以在多個上下文中提供一個目標類型，如賦值上下文、方法調用上下文、轉換上下文
• 函數式接口往往代表抽象的概念，如函數、操作、謂詞
• 可擴展的命名約定
• 基本的一元函數：Function、Consumer、Predicate、Supplier
• 二元函數：BiFunction、BiConsumer、BiPredicate
• 擴展的運算符：UnaryOperator、BinaryOperator
• 泛型->基本類型：int、long、double

一元函數

Function<T, R>

• 從T到R的一元映射函數，接受一個參數并產生一個結果的一元函數 (類型轉換函數)
• R apply(T t)
• 組合函數
• compose(before)：V -> T -> R
• andThen(after)：T -> R -> V
• 基本類型的參數：IntFunction<R>、LongFunction<R>、DoubleFunction<R>
• 基本類型的結果：ToIntFunction<T>、ToLongFunction<T>、ToDoubleFunction<T>
• 基本類型的參數和結果：IntToLongFunction、IntToDoubleFunction

Consumer<T>

• 從T到void的一元函數，接受一個入參但不返回任何結果的操作
• void accept(T t)
• andThen(after)：N個消費者模式，多次消費的場景
• 基本類型的參數：IntConsumer、LongConsumer、DoubleConsumer

Predicate<T>

• 一個參數的謂詞(返回布爾值的函數)
• boolean test(T t)
• 謂詞函數：and、negate、or
• 基本類型的參數：IntPredicate、LongPredicate、DoublePredicate

Supplier<T>

• 表示結果的供應商
• T get()
• 基本類型的結果：BooleanSupplier、IntSupplier、LongSupplier、DoubleSupplier

使用圖表方式總結如下：

二元函數

BiFunction<T, U, R>

• 從(T、U)到R的二元函數，接受兩個參數并產生一個結果的二元函數
• R apply(T t, U u)
• 組合函數
• andThen(Function<? super R, ? extends V> after)：(T, U) -> R -> V
• 基本類型的結果：ToIntBiFunction<T, U>、ToLongBiFunction<T, U>、ToDoubleBiFunction<T, U>

BiConsumer<T, U>

• 從(T、U)到void的二元函數，接受兩個入參但不返回任何結果的操作
• void accept(T t, U u)
• 基本類型的參數：ObjIntConsumer<T>、ObjLongConsumer<T>、ObjDoubleConsumer<T>

BiPredicate<T, U>

• 兩個參數的謂詞(返回布爾值的函數)
• boolean test(T t, U u)
• 謂詞函數：and、negate、or

使用圖表方式總結如下：

擴展的運算符

UnaryOperator<T>

• 一元運算符(單個操作數，生產與操作數類型相同的結果)
• 繼承自Function<T, T>
• 基本類型的運算符：IntUnaryOperator、LongUnaryOperator、DoubleUnaryOperator

BinaryOperator<T>

• 二元運算符(兩個相同類型的操作數，生產與操作數類型相同的結果)
• 繼承自BiFunction<T, T, T>
• 基本類型的運算符：IntBinaryOperator、LongBinaryOperator、DoubleBinaryOperator

數據流操作

BaseStream<T,S extends BaseStream<T,S>>

數據流操作特性

• 順序流
• 并行流
• 拆分器
• 關閉數據流(數據流管道)

Stream<T>

數據流

• 中間操作，返回Stream<T>
  • filter
  • distinct
  • map
  • flatMap
  • peek
• 終結操作，返回結果/Optional<T>
  • collect
  • forEach
  • reduce
  • anyMatch
  • findAny
  • findFirst
  • count
  • max
  • min

使用示例

Optional<T>

單值數據流

• 可能包含null值的容器對象，包裝方法的返回結果
• empty()、of(T value)、ofNullable(T value)
• isPresent()、get()
• void ifPresent(Consumer<? super T> consumer)
• Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate)：過濾操作
• Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper)
• Optional<U> flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper)
• T orElse(T other)、T orElseGet(Supplier<? extends T> other)、T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X
• 基本類型實現：OptionalInt、OptionalLong、OptionalDouble
• 使用模式：
  • Optional<T>.ifPresent(consumer)
  • Optional<T>.filter(predicate).flatMap(mapper)
  • Optional<T>.filter(predicate).map(mapper)

祝玩得開心！ˇ?ˇ
云舒，2017.7.26，杭州