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在 Java 中提升函数以更好地“函数式”编程

ImportNew  · 公众号  · Java  · 2017-09-09 12:00

正文

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来源:飒然Hang,

www.rowkey.me/blog/2017/08/18/lift-functions/

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Java8中的Stream和Optional给我们带来了函数式编程的乐趣,但Java仍然缺少很多函数编程的关键特性。Lambda表达式、Optional和Stream只是函数式编程的冰山一角。这也导致了varvr和functionlajava这些类库的出现,他们都源于Haskell这个纯函数式编程语言。


如果想要更加地“函数式”编程,那么首先要注意的是不要过早的中断monad(一种设计模式,表示将一个运算过程通过函数拆解成互相连接的多个步骤。只要提供下一步运算所需的函数,整个运算就会自动进行下去, Optional、Stream都是monad),比如,很多人经常会在还不需要的时候就调用了Optional.get()和Stream.collect()提前终止monad。本文主要讲述如何通过提升方法来使得代码更”函数式”。


假设有一个接口可以对数字进行计算。


public interface Math {

    int multiply(int a, int b);

    double divide(int a, int b);

    ..

}


我们要使用这个接口来对使用Optional做包装的数字做计算。


public interface NumberProvider {

    Optional getNumber();

}


接着我们来实现一个方法能够返回两个数字相除的结果,结果用Optional包装。如果这两个数字有一个为空则返回空Optional。如下:


public Optional divideFirstTwo(NumberProvider numberProvider, Math math) {

    Optional first = numberProvider.getNumber();

    Optional second = numberProvider.getNumber();

    if(first.isPresent() && second.isPresent()) {

        double result = math.divide(first.get(), second.get());

        return Optional.of(result);

    } else {

        return Optional.empty();

    }

}


上面的代码非常不优雅,有大量的代码都是在做Optional的包装和解包装。可以让上面的代码变得更加“函数式”,如下:


public Optional divideFirstTwo(NumberProvider numberProvider, Math math) {

    return numberProvider.getNumber()

           .flatMap(first -> numberProvider.getNumber()

                                     .map(second -> math.divide(first, second)));

}


这样代码少了很多,也优雅了很多。先调用第一个Optional的flatMap,再在lambda中调用第二个Optional的map,进一步可以抽取出一个提升方法:


public interface Optionals {

    static BiFunction, Optional, Optional> lift(BiFunction super T, ? super R, ? extends Z> function) {

        return (left, right) -> left.flatMap(leftVal -> right.map(rightVal -> function.apply(leftVal, rightVal)));

    }

}


如上,可知这个方法提升能够提升任何具有两个Optional参数、一个Optional结果的函数,使得被提升的函数具有Optional的一个特性:如果一个参数是空的,那么结果就是空的。如果JDK抽取flatMap和map到一个公共接口,如Monad,那么我们可以为Java Monad的每一个实例(Stream、Optional、自己的实现类)实现一个公共的提升函数。但现实是我们不得不为每一个实例都复制粘贴上面的代码。最终的divideFirstTwo代码如下:


import static com.ps.functional.monad.optional.Optionals.lift;

...

public Optional divideFirstTwo(NumberProvider numberProvider, Math math) {

    return lift(math::divide).apply(numberProvider.getNumber(), numberProvider.getNumber());

}


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