2014年Java8发布,新功能是自Java1.0发布18年来最大变化的。没有去除任何API,我们仍然能兼容以前的代码,新功能中提供了更多的语法和设计,帮助开发者编写更清楚、简洁的代码。
Java8把函数式编程里一些最好的思想融入到大家熟知的Java语法中,让你用更少的时间写出高效代码。
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# 命令式编程
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一般我们实现一个系统有两种思考方式,一种专注于如何实现,比如下厨做菜,通常按照自己熟悉的烹饪方法:首先洗菜,然后切菜,热油,下菜,然后…… 这看起来像是一系列的命令合集。
对于这种”如何做”式的编程风格我们称之为命令式编程,它的特点非常像工厂的流水线、计算机的指令处理,都是串行化、命令式的。
```
CookingTask cookingTask = new CookingTask();
cookingTask.wash();
cookingTask.cut();
cookingTask.deepFry();
cookingTask.fried();
```
# 声明式编程
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还有一种方式你关注的是要做什么,我们如果用lambda和函数式来解决上述问题应该是这样的:
```
public class CookingDemo {
public void doTask(String material, Consumer<String> consumer) {
consumer.accept(material);
}
public static void main(String[] args) {
CookingDemo cookingDemo = new CookingDemo();
cookingDemo.doTask("蔬菜", material -> System.out.println("清洗" + material));
cookingDemo.doTask("蔬菜", material -> System.out.println(material + "切片"));
cookingDemo.doTask("食用油", material -> System.out.println(material + "烧热"));
cookingDemo.doTask("", material -> System.out.println("炒菜"));
}
}
```
这里我们将烹饪的实现细节交给了函数库,它最大的优势在于你读起来就像是在问题陈述,采用这种方式我们很快可以理解它的功能,当你在烹饪流程中添加其他步骤也变得非常简单,你只需要调用doTask方法将材料传递进去处理,比如在食用油烧热前我要打个鸡蛋
```
cookingDemo.doTask("鸡蛋", material -> System.out.println(material + "打碎搅拌均匀"));
```
而不用再编写一个处理鸡蛋的方法。
# 什么是函数式编程
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对于“什么是函数式编程”这一问题最简化的回答是“它是一种使用函数进行编程的方式”。每个人的理解都是不同的,其核心是:在思考问题时,使用不可变值和函数,函数对一个值进行处理,映射成另一个值。
我们想象一下设计一个函数,输入一个字符串类型和布尔类型参数,输出一个整形参数。
```
int pos = 0;
public Integer foo(String str, boolea flag){
if(flag && null != str){
pos++;
}
return pos;
}
```
这个例子有输入也有输出,同时每次调用也可能会更行外部的变量值,这样的函数我们称之为是有副作用的函数。
在函数式编程的上下文中,一个“函数”对应于一个数学函数:它接受零个或多个参数,生成一个或多个结果,并且不会有任何副作用。
你可以把它看成一个黑盒,它接收输入并产生一些输出,像下面的函数
```
public Integer foo(String str, boolea flag){
if(flag && null != str){
return 1;
}
return 0;
}
```
这种类型的函数和你在Java编程语言中见到的函数之间的区别是非常重要的(我们无法想象,log或者sin这样的数学函数会有副作用)。
尤其是,使用同样的参数调用数学函数,它所返回的结果一定是相同的。
# 函数的副作用
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当谈论“函数式”时,我们想说的其实是“像数学函数那样——没有副作用”。由此,编程上的一些精妙问题随之而来。
我们的意思是,每个函数都只能使用函数和像if-then-else这样的数学思想来构建吗?
或者,我们也允许函数内部执行一些非函数式的操作,只要这些操作的结果不会暴露给系统中的其他部分?
换句话说,如果程序有一定的副作用,不过该副作用不会为其他的调用者感知,是否我们能假设这种副作用不存在呢?
调用者不需要知道,或者完全不在意这些副作用,因为这对它完全没有影响。
当我们希望能界定这二者之间的区别时,我们将第一种称为纯粹的函数式编程,后者称为函数式编程。
在编程实战中我们很难用Java语言以纯粹的函数式来完成一个程序的,因为很多老的代码包括标准库的函数都是有副作用的
(调用Scanner.nextLine就有副作用,它会从一个文件中读取一行, 通常情况两次调用的结果完全不同)。你希望为你的系统
编写接近纯函数式的实现,需要确保你的代码没有副作用。假设这样一个函数或者方法,它没有副作用,进入方法体执行时会对一个字段的值加一,
退出方法体之前会对该字段减一。对一个单线程的程序而言,这个方法是没有副作用的,可以看作函数式的实现。
我们构建函数式的准则是,被称为“函数式”的函数或方法都只能修改局部变量,除此之外,它引用的对象都应该是final的。
所有的引用类型字段都指向不可变对象。