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函數(shù)式編程基本概念入門(mén)
- 什(shén)麽是(shì)函數(shù)式編★©¥π程
函數(shù)式編程（英語：functional programming）或稱函數(shù)程序設計φ ★®(jì)，又(yòu)稱泛函編程，是(shì)一(yī)種編程典範，它将電(diàn)腦(nǎo)運算(s>±∑uàn)視(shì)為(wèi)數(shù)學上(shàng)的(de)函數(shù)計(jì)算(suàn)，并且避免使用(yòng)程序狀态以及易變對(duì)象。函數(shù)編程語言最重要(yào)的(de)基礎是(s←π±≥hì)λ演算(suàn)（lambda calculus）。而且λ演算(suà×✘αn)的(de)函數(shù)可(kě)以接受函數(shù)當作( Ω×<zuò)輸入（引數(shù)）和(hé)輸出（傳↑×出值）。比起指令式編程，函數(shù)式編程更加強調程序執行(xí∑¥♣ng)的(de)結果而非執行(xíng)的(de)過程，倡導利用(yòng)若£€幹簡單的(de)執行(xíng)單元讓計(jì)算(suàn)結果不(bù)斷₩≠漸進，逐層推導複雜(zá)的(de)運算(suàn)，而不(b€↓ù)是(shì)設計(jì)一(yī)個(gè∞Ω×)複雜(zá)的(de)執行(xíng)過程。這(zhè)是(shì)維基百科(kē)給出的(de)定義。從(cóng✘≠)這(zhè)個(gè)我們知(zhī)道(dào)σ₽$函數(shù)式編程是(shì)相(xiàng)對(duì)于指令式編程的(de)一(yī)種編程典範，并且對(duì)而言具有(yǒu)一(yī)些(xiē)↑€$優點。
特性：
1、函數(shù)是(shì)"第♥•Ω一(yī)等公民(mín)"
什(δ"≠shén)麽是(shì)"第一(yī)等公民(mín)"？所謂"第一(yī)等×γ公民(mín)"（first class），指的(de)¶Ω≥•是(shì)函數(shù)與其他(tā)數(shù)據類型一(y™★≥™ī)樣，處于平等地(dì)位，它不(bù)僅擁有(yǒu)一(yī)切傳統函數™★>€(shù)的(de)使用(yòng)方式（聲明(míng)♥↑∑"和(hé)調用(yòng)），可(kě)以賦值給其他(β₽♦tā)變量（賦值），也(yě)可(kě)以作(zuò)為(wèi)✔>參數(shù)，傳入另一(yī)個(gè)函數(shù)（傳參π∏₽），或者作(zuò)為(wèi)别的(de)函數(shù)的(de)←"♣返回值（返回）。函數(shù)可(kě)以作(zuò)為(wèi)參✔∏數(shù)進行(xíng)傳遞，意味我們可(kě)以把行(xí±↑ng)為(wèi)"參數(shù)化(huà)"，處理(lǐελ±)邏輯可(kě)以從(cóng)外(wài→×€)部傳入，這(zhè)樣程序就(jiù)可(kě) 以設計(jì)得(de)更靈活。
2、沒有(yǒu)"副作(zuò)用↓®(yòng)"
所謂"副作(zuò)用(yòng)"≥₹∏→（side effect），指的(de)是(shì)"™函數(shù)內(nèi)部與外(wài)部互動（最典型的(de)∞<情況，就(jiù)是(shì)修改全局變量的(de)值），産生(shēεng)運算(suàn)以外(wài)的(d™π <e)其他(tā)結果。函數(shù)式編程強調沒有(β≈♣♠yǒu)"副作(zuò)用(yòng)"，意味著("♥βεzhe)函數(shù)要(yào)保持獨 σδ立，所有(yǒu)功能(néng)就(jiù)是(s$↕<hì)返回一(yī)個(gè)新的(de)值，沒有(yǒu)其×♣他(tā)行(xíng)為(wèi)，尤其是(shì)不(bù)得←₩€(de)修改外(wài)部變量的(de)值。≤"↓
3、引用(yòng)透明(míng)
引用(yòng)透明(míng)（Refer®Ωential transparency），指的(de)是(shì)∑函數(shù)的(de)運行(xíng)不(bù)依賴于外(wài)部變量或"✘∑狀态"，隻依賴于輸入的(de)參數(shù)，任π ☆¥何時(shí)候隻要(yào)參數(shù)相(xi≈>♦àng)同，引用(yòng)函數(shù)所得(d£↓↓←e)到(dào)的(de)返回值總是(shì)相(€≥☆xiàng)同的(de)。這(zhè)裡(lǐ)強調了(le)一(yī)點"±÷輸入"不(bù)變則"輸出"也(yě)不(bù)變，就(jiù)像數(shù)&★÷↓學函數(shù)裡(lǐ)面的(de)f(x),隻要(yào)輸入的(£×≥✔de)x一(yī)樣那(nà)得(de)到(dào)的(de)δ$結果也(yě)肯定定是(shì)一(yī)樣的(de) σ™€。
優點：
1、代碼簡潔，開(kāi)發快(kuàiσ∑<$)速。
函數(shù)式編程大(d÷£≠¥à)量使用(yòng)函數(shù)，減少(shǎo)了(le)¥≤δ代碼的(de)重複，因此程序比較短(du®γǎn)，開(kāi)發速度較快(kuài)。Paul Graham∑ 在《黑(hēi)客與畫(huà)家(jiā)》一(yī)書(★←shū)中寫道(dào)：同樣功能(néng)的(d© e)程序，極端情況下(xià)，Lisp代碼的(de)長(cháng ♣>₩)度可(kě)能(néng)是(shì)C代碼的(de)二十分(fēn)™σ之一(yī)。如(rú)果程序員(yuán)每天所λ Ω$寫的(de)代碼行(xíng)數(shù)基本相(xi€πàng)同，這(zhè)就(jiù)意味著(zhe)，"C語言需要(yào)一≤♦(yī)年(nián)時(shí)間(jiān)完成開(kāi)發某個(★ε ™gè)功能(néng)，Lisp語言隻需要(yào)不(bù)到(d₩ào)三星期。反過來(lái)說(shuō)，如(rú)果某個(gè)新$π♣功能(néng)，Lisp語言完成開(kāi)發需要(yào)三個(gè↔≤)月(yuè)，C語言需要(yào)寫五年(nián)。" δ當然，這(zhè)樣的(de)對(duì)比故意誇大(dà)了(le)差異，♣但(dàn)是(shì)"在一(yī)個(gè)高( ↔$gāo)度競争的(de)市(shì)場(chǎn ≈g)中，即使開(kāi)發速度隻相(xià&™"βng)差兩三倍，也(yě)足以使得(de)你(nǐ)永$♦∏遠(yuǎn)處在落後的(de)位置。"
2. 接近(jìn)自(zì)然∞<語言，易于理(lǐ)解
函數(♦αshù)式編程的(de)自(zì)由度很(hěn)高(gāo)，可(kě)以£寫出很(hěn)接近(jìn)自(zì)然語言的(de)代碼。以java為(w• èi)例把學生(shēng)以性别分(fēnα$ )組：
沒用( ≥£yòng)labmda表達式： &£♣₽nbsp;
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Map<String,List<Student&♣σδgt;> studentsMap = new ®✘;HashMap<>();
&nb¥≠sp; for(S≠&↔tudent student : students){
&nbσ₽Ωsp; &nb'☆sp; List<Student> stu≈πdentList = studentsMap.getOrDefault(α→±λstudent.getSex(), ↑₽±new ArrayList<>₩×;());
&n∏∞bsp; £&¥; studentList.add(stu♥™ dent);
&₽≥nbsp; &nb>" sp;studentsMap.put(student.get$ Sex(),studentList);
&nbsσλ&p; }
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用(yòng)了(le)lambda表達式：
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Map<String,List<Student>&≠αgt; studentsMap = students.str eam().collect(Collectors.grou≥™pingBy(Student::getSex));
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這(zhè)基本就(γ←♣£jiù)是(shì)自(zì)然語言的(®•→ de)表達了(le)，大(dà)家(jiā)應該一•™★α(yī)眼就(jiù)能(néng)明(míng)白(b↔™ái)它的(de)意思吧(ba)。 δ∞♠;
3. 更方便的(de)代碼管理(l'φ♥✘ǐ)
函數(shù)式編程不(b↔↑ù)依賴、也(yě)不(bù)會(huì)π$'改變外(wài)界的(de)狀态，隻要(y←<ào)給定輸入參數(shù)，返回的(de₽©★)結果必定相(xiàng)同。因此，每一(y↓©Ω₽ī)個(gè)函數(shù)都(dōu)可(kě)以被看> ©ε(kàn)做(zuò)獨立單元，很(hěn)有(β Ωyǒu)利于進行(xíng)單元測試（unit ¥€testing）和(hé)除錯(cuò)（debugging），以及模塊化σ∞α(huà)組合。
4. 易$↓δ'于"并發編程"
函數(•σshù)式編程不(bù)需要(yào)考慮"死鎖¶δ""（deadlock），因為(wèi)它不(bùπ✘)修改變量，所以根本不(bù)存在"鎖"線程的(de)問(wèn)題。不( £γbù)必擔心一(yī)個(gè)線程的(de)數(shù)據，☆σ被另一(yī)個(gè)線程修改，所以可(kě)以很(hěn®')放(fàng)心地(dì)把工(gōng)作(zuò)分☆×(fēn)攤到(dào)多(duō)個(∑≤gè)線程，部署"并發編程"（concurrency）。
請(qǐng)看(kàn)φ↕•下(xià)面的(de)代碼：
var s1 = Op1();★₩
var s2 = ∏<Op2();
var s3 = ≈↑concat(s1, s2);
由于↕≥™s1和(hé)s2互不(bù)幹擾，不(bù)會(huì)修改變量，誰↑€先執行(xíng)是(shì)無所謂的(de)，所以∑✔≥>可(kě)以放(fàng)心地(dì)增加線程，把它們分§ (fēn)配在兩個(gè)線程上(shàng)完成β∏。其他(tā)類型的(de)語言就(ji★¶<ù)做(zuò)不(bù)到(dào)這(zhè)一(yī)點，因 ¥為(wèi)s1可(kě)能(néng)β©≠∏會(huì)修改系統狀态，而s2可(kě)能(néng)會(hu♦'§ì)用(yòng)到(dào)這(zhè)些(xiē)狀态§δ，所以必須保證s2在s1之後運行(xíng)，自(zì)然也(yě)就(jiù±™)不(bù)能(néng)部署到(dào)其他(t₽₹&ā)線程上(shàng)了(le)。多(duō)核CPU是(shì ←♣)将來(lái)的(de)潮流，所以函數(shù)式→≥編程的(de)這(zhè)個(gè)特性非常♣☆≥≤重要(yào)。
5. 代↓×∞↑碼的(de)熱(rè)升級
函數(shù)式編程沒有(yǒu)副作®'↔(zuò)用(yòng)，隻要(yào)保證接口不(©παbù)變，內(nèi)部實現(xiàn)是(shì)外(γ$wài)部無關的(de)。所以，可(kě)以在運行(xíng)狀态下(φ≠xià)直接升級代碼，不(bù)需要(y&¶★→ào)重啓，也(yě)不(bù)需要(yào)停機(jī)。Erlang語言早就(jiù)證明(míng)了(le)這(zhè)∑™ ≠一(yī)點，它是(shì)瑞典愛(ài)立信£δ公司為(wèi)了(le)管理(lǐ)電✔ε÷(diàn)話(huà)系統而開(kāi)發的(de)，電(diàn)話(φ®huà)系統的(de)升級當然是(shì)不↓★₽(bù)能(néng)停機(jī)的(de)。
缺點：÷>±↔
1、函數(shù)←✘式編程常被認為(wèi)嚴重耗費(fèi)在CPU和(hé)存↕÷☆儲器(qì)資源。主因有(yǒu)二：
惰性求值亦為(β§♠'wèi)語言如(rú) Haskell增加了(le)額外(wài)的(de)管理(lǐ)✔¥×£工(gōng)作(zuò)。
2、語言學習★₹₽≥(xí)曲線陡峭，難度高(gāo)
函數(shù)式語言對(duì)開(kāi)發者的₩←♥£(de)要(yào)求比較高(gāo)，學ε₹習(xí)曲線比較陡，而且很(hěn)容易因為(w•€₹èi)其靈活的(de)語法控制(zhì)≤✘¥£不(bù)好(hǎo)程序的(de)結構。
介紹完函數(shù)式€β≠©編程的(de)概念和(hé)優缺點之後，下(xià)面讓我們來(lái)進入&∞γjava8 lambda的(de)編程世界~
Lambda表達> λ式的(de)組成
java 8 中Lambda 表達&γ↓α式由三個(gè)部分(fēn)組成：第一(yī)部分(fēn)為(wèi)一(≤ ©₹yī)個(gè)括号內(nèi)用(yòng✘↓↑←)逗号分(fēn)隔的(de)形式參數(→ σ✘shù)，參數(shù)是(shì)函數(shù)式接口裡(l÷±ǐ)面方法的(de)參數(shù)；第二部分(fēn)為(wèi)一(yī)個¶∑≈φ(gè)箭頭符号：->；第三部分(fēn)為(w$♦σ₩èi)方法體(tǐ)，可(kě)以是(shì)表達式和(hé)代碼塊。語法如(≠¥•£rú)下(xià)
1、方法體(t✔₩∏ǐ)為(wèi)表達式，該表達式的(de)值作(zuò)為(wèi)返€♠回值返回。
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(parameters) -> expression
(int a,int b) ★↔>-> return a + b;&₽•¥nbsp;//求和(hé)
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2、方法體(tǐ✔γδ)為(wèi)代碼塊，必須用(yòng) {} 來(lái ♦βφ)包裹起來(lái)，且需要(yào)一(∑λ yī)個(gè) return 返回值，但(dàn)若函數(∞ ✔shù)式接口裡(lǐ)面方法返回值是(shì) ₽♦void，則無需返回值。
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(parameters) -> { statements; }
(int a) -> {System≥δλ.out.println("a = "&nbs←•↕p;+ a);} //打印，無返回值
(int a) -> {return a * a≤απ;} //求平方
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Lambda表達式的(deε♠→)底層實現(xiàn)
java 8 內(nèδ♠•i)部Lambda 表達式的(de)實現(™₹±∞xiàn)方式在本質是(shì)以匿名內(nèi)部類的(de)形式→σ★的(de)實現(xiàn)的(de)，看(kàn)下(xià)面代碼。代碼♥ε↓β中我們定義了(le)一(yī)個(gè)叫biφ☆σnaryOperator的(de)Lambπ₩♥da表達式，看(kàn)返回值它是(shì)一(y♠Ω ≤ī)個(gè)IntBinaryOperator實例。₹™
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IntBinaryOperator binaryOperator ¥πβσ= (int a, int b) -&g$€™t; {
&n→¶bsp;return a + b;
};
int result = binaryOperator.apply>>£±AsInt(1, 2);
System.out.println("result ±☆§= " + result);&nb♥ β"sp;//3
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我們再看(kàn)一(yī)下(xià)IntBinaryOp•♠•erator的(de)定義
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@FunctionalInterface
public interface ♠¥$IntBinaryOperator {
$♥;/**
&®∏☆nbsp;* Applies this ε© operator to the given operands.
&nλφ₩bsp; * @param left the first oper>₩©and
&nbs ∏p; * @param right the second opeε♦★rand
'♥¶* @return the operator >≥result
*/
✘≤int applyAsInt(int left,&n α♠₽bsp;int right);
}
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我們得(de)知(zhī)IntBinaryOperator是(shì)€ 一(yī)個(gè)接口并且上(shàng)面有(y≈∞βǒu)一(yī)個(gè)@FunctionalInterface的(de↓×)注解，@FunctionalInterface标注了(le)這(zhè∑≈×)是(shì)一(yī)個(gè)函數(shù)式接口，所以我們知(zhī)道α¥σ&(dào)了(le)(int a, int b) -> {™↓return a + b;}返回的(de)一(π←γ₹yī)個(gè)IntBinaryOperator的(de)匿名實現(xi♦₹àn)類。
Lambda表達式的(de)函數(shù)式接≤∏™口
上(shàng)面₹εγ提到(dào)了(le)函數(shù)式接口，那(nà)這$×®(zhè)是(shì)一(yī)個(gè)什(sh★≤✔én)麽樣的(de)概念呢(ne)？
±÷£≈函數(shù)式接口(Functional®£ Interface)是(shì)Java 8對(duì)一≈•♠™(yī)類特殊類型的(de)接口的(de)π×稱呼。這(zhè)類接口隻定義了(le)唯一(yī)的(♦✔∞✘de)抽象方法的(de)接口（除了(le)隐含的(de)Ob≠±ject對(duì)象的(de)公共方法，因此最開(kā''i)始也(yě)就(jiù)做(zuò)SAM類型的(de)↕∏接口（Single Abstract Method）。定義函數(shù)式™↓₹接口的(de)原因是(shì)在Java Lambda的(de)實現(xiànσ•)中,開(kāi)發組不(bù)想再為(wèΩβi)Lambda表達式單獨定義一(yī)種特殊的(de) γStructural函數(shù)類型,稱之為(wèi)箭頭÷♣πε類型（arrow type,依然想采用(yòng)Java既有(yπ₽↓ǒu)的(de)類型(class, interface≈λ☆, method等).原因是(shì)增加一(yī)個(gè)結構化(huà)•←的(de)函數(shù)類型會(huì)增加函數(shù)類型的(de)複雜'(zá)性，破壞既有(yǒu)的(de)J§∏∑ava類型，并對(duì)成千上(shàng)萬的(de)Javaπ類庫造成嚴重的(de)影(yǐng)響。權衡λ☆↔利弊,因此最終還(hái)是(shì)利用(yòng)÷↕↔₩SAM 接口作(zuò)為(wèi) Lambda表達式的(de↕π'π)目标類型.另外(wài)對(duì)于函數(shù)式"™→φ接口來(lái)說(shuō)@FunctionalIβ₽≥€nterface并不(bù)是(shì)必須的(de),隻要(yào¥£)接口中隻定義了(le)唯一(yī)的(de)抽象方法的(deφ♦)接口那(nà)它就(jiù)是(shì)一(yī)個(gè)實質上(shàn♠•g)的(de)函數(shù)式接口,就(ji₽↔ù)可(kě)以用(yòng)來(lái)實現(xiàn)Lamb↔€da表達式。
在java 8中€ 已經為(wèi)我們定義了(le)很(hěn)多(duō)常用(yσ₩ òng)的(de)函數(shù)式接口它們都(dōu)放(fàng)在java×™♦≤.util.function包下(xià) ₹面,一(yī)般有(yǒu)以下(xià)常用(yòng)的(de)四大(dàπ™)核心接口：
| 函數(shù)式接口 |
參數(shù)類型 |
返回類型 |
用(yòng)途 |
|---|
| Consumer<T>(消費γ σ(fèi)型接口) |
T |
void |
對(duì)類型為(wèi)T的(de)對(dε&←δuì)象應用(yòng)操作(zuò)。void aγ< ★ccept(T t) |
| Supplier<T>(供給型接口) |
無 |
T |
返回類型為(wèi)T的(de)對(duì)象。 T ♠©∞get(); |
| Function<T, R>(函數(shù)型接口) |
T |
R |
對(duì)類型為(wèi)T的(de)對(duì)象應用(yòn∞ g)操作(zuò)并返回R類型的(de)對(du>←ì)象。R apply(T t); |
| Predicate<T>(斷言←♣型接口) |
T |
boolean |
确定類型為(wèi)T的(de)對(duì)象是(shì)否滿足約束。♣§boolean test(T t); |
Lambda表達式的(de÷σ)應用(yòng)場(chǎng)景
1、使用(yòng)() -> {} 替代匿名類
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Thread t1 = new Thread(neβ w Runnable() {
&n↕₽♥✘bsp; &nb ε♥★sp; &nb γ₽sp;@Override
&n∞™♣bsp; ≈♦&; &n♣ bsp;public void run(≤λ) {
&nbs∞γp; ↔↕₽ &nb""πsp; System.out.pr<>↓intln("no use lambda");
&nb₩γsp; &nb<α&sp; &nbs♣&≈♠p; }
γ↔ &nbs±♣←p;});
≤ ✔ &nb♣α sp;
Thread t2 = new&↓♦₩↔nbsp;Thread(() -> System.out.print>$ln("use lambda"));
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我們看(kàn)到(dào)相(xiàng)對(₹☆duì)而言Lambda表達式要(yào)比匿名類要(y¥Ω✔ào)優雅簡潔很(hěn)多(duō)~。
2、以流水(shuǐ)線的(de)方 >式處理(lǐ)數(shù)據
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List<Integer> integers = ←$Arrays.asList(4, 5,&n♠→♠←bsp;6,1, 2, 3,7, 8,8,9 ¶γ,10);
List<Integer> evens = integers.s< ₹tream().filter(i -> i % 2&n₹₹π"bsp;== 0)
&nbs♥♠p; .collect(Coll←βectors.toList()); ✘//過濾出偶數(shù)列表 [4,6,8,8,10]<br&₹∑→₩gt;
List<Integer> sorλ∞↓tIntegers = integers.st↑♠☆ream().sorted()
& ♠✘©nbsp; .limit(5).collβΩ βect(Collectors.toList());//排★↑序并且提取出前5個(gè)元素 [1,2,3,4,5]
List<Integer> squareList = int₽☆↓<egers.stream().map(i -> i * i).colγ ↔lect(Collectors.toList());//轉成平方列表
int sum = integers.s&≈tream().mapToInt(Integer::intV≈≠alue).sum();//求和(hé)
Set<Integer> integersS÷"et = integers.stream().collect(Collecγ≥≤tors.toSet());//轉成其它數§↑(shù)據結構比如(rú)set
Map<Boolean, List<•¥;Integer>> lis>✘÷tMap = integers.stream().coll™₽ect(Collectors.groupi©€×πngBy(i -> i % 2 =∑π= 0)); //根據奇偶性分(fēn)組
List<Integer> list = int§★↓egers.stream().filter(<¥£i -> i % 2 == 0).map™€(i -> i * i).dist±&←inct().collect(Collectors.toLis$±t());//複合操作(zuò)
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借助stream api和(hé)Lambda表達式，以住需要(yào)定αφ÷π義多(duō)個(gè)變量，編寫數(shù)十行(xíng)甚€>至數(shù)百行(xíng)的(de)代碼的(de)集合✘♦π¥操作(zuò)，現(xiàn)在都(dōu)基本簡化(huà)成了(l'γe)可(kě)以在一(yī)行(xíng)之內(nèi)完成~
3、更簡單的(de)數(sh®λù)據并行(xíng)處理(lǐ)
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List<Integer> squareList <= integers.stream().para×☆llel().map(i -> i * i).collect(Co↔∑∞llectors.toList());//轉成平方列表
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數(shù)據并行(xíng)處理(l©Ω'÷ǐ)，隻需要(yào)在原來(lái)的(de)基礎上( σshàng)加一(yī)個(gè)parallασel()就(jiù)可(kě)以開(kāi)啓~←"$。順便提一(yī)下(xià)這(zhè)裡(lǐ)parallel()開(>'kāi)啓的(de)底層并行(xíng)β×框架是(shì)fork/join,默認的♣®≥≤(de)并行(xíng)數(shù)是(shì)Ncpu個(gè)。
4、用® β↕(yòng)內(nèi)部叠代取代外(wài)部叠代
×σ♣≤外(wài)部叠代：描述怎麽幹，代碼裡(lǐ)嵌套2個(gè)以 π← 上(shàng)的(de)for循環的(de)都(dōu)比較難→★'←讀(dú)懂(dǒng)；隻能(néng)順序處理(₹ lǐ)List中的(de)元素；
內(nèi)部βγ∏叠代：描述要(yào)幹什(shén)麽，而不(bù)是¥€↑(shì)怎麽幹；不(bù)一(yī)定需要(yào)順序'→ 處理(lǐ)List中的(de)元素
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List features = Arrays.asList("L>↑£↔ambdas", "Defaul↕γt Method", "Streamε> API", "Date and Time÷→ API");
for (String feature : fea✔€tures) {
≥§;System.out.println(featφ×♥ure); //外(wài)部叠代
}
List features = Arrays.asList("Lambdas"₹←₩✔, "Default Meth±λod", "Stream AP↕ ↔↕I",
"Date and Time ¶$ API");
features.stream.forE≥≥λach(n -> System.out.prin"εtln(n)); //內(nèi)部叠代
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5、重構現(xi↓πàn)有(yǒu)臃腫代碼，更高(gāo)的(de)開₽Ω(kāi)發效率
在Lambda表達式出現(xiàn)之前，我∑÷們的(de)處理(lǐ)邏輯隻能(néng)是(shì)以命令式編程的(de)¶•★♣方式來(lái)實現(xiàn)，需要(yào)大γ≠£(dà)量的(de)代碼去(qù)編寫程¥ ↓®序的(de)每一(yī)步操作(zuò)，定義非常多(duō)的(d↓☆e)變量，代碼量和(hé)工(gōng)作(zuò)量都(dōu)相(xià✘✘ng)對(duì)的(de)巨大(dà)。如(rú)果用(yòng)Lamb$>da表達式我們看(kàn)到(dào)以往數(shù)十行(♥♦xíng)甚至上(shàng)百行(xín' §g)的(de)代碼都(dōu)可(kě)以濃縮<₹∑•成幾行(xíng)甚至一(yī)行(xíng)代碼。這("←zhè)樣處理(lǐ)邏輯就(jiù)會(huì)相(xiàng↕λ☆)對(duì)簡單，開(kāi)發效率可(kě)以得(de)α到(dào)明(míng)顯提高(gāo)，維護工λ♣€•(gōng)作(zuò)也(yě)相(xiàng)對(d<ππuì)容易。
Lambda表達式中的(±↑≥de)Stream
在java 8 ≤↔®中 Stream 不(bù)是(shì)集合元素，它不(bù)保存數♣₹ (shù)據，它是(shì)有(yǒu)關≠£♥算(suàn)法和(hé)計(jì)算(suàn)的(de)，它更像一(y<"ī)個(gè)高(gāo)級版本的(deδ>¥) Iterator。原始版本的(de) Iterator± ，用(yòng)戶隻能(néng)顯式地(dì)一(yī)個(g¥è)一(yī)個(gè)遍曆元素并對(d✔σεuì)其執行(xíng)某些(xiē)操作(zuò)；高(gāo)★ 級版本的(de) Stream，用(yò♠ng)戶隻要(yào)給出需要(yào)對(duì)ש¥₽其包含的(de)元素執行(xíng)什(shén)麽操作(zu♣©₽ò)，比如(rú) “過濾掉長(cháng)度Ω大(dà)于 10 的(de)字符串”、“獲取每 φπ個(gè)字符串的(de)首字母”等，Stream 會(hu≠¶©☆ì)隐式地(dì)在內(nèi)部進行(xíng)遍曆§¶αφ，做(zuò)出相(xiàng)應的(de)數(shù♠→)據轉換。
St☆α≥δream 就(jiù)如(rú)同一(yī)個(gè)叠代器(qì)（←'σIterator），單向，不(bù)可(kě)往複，數(shù)據隻能(nén✘π£§g)遍曆一(yī)次，遍曆過一(yī)次後即用(yòng)盡了(le)$&，就(jiù)好(hǎo)比流水(shuǐ)從(cóngε¥)面前流過，一(yī)去(qù)不(bù)複返。而和(hé)叠代器(qì∏ε<)又(yòu)不(bù)同的(de)是(shì)，Stream 可(kě)以≠π÷并行(xíng)化(huà)操作(zuò)，叠代器(qì)隻能(néng)命♥<令式地(dì)、串行(xíng)化(huà)操作(zuò)。顧名思義≠Ω≥φ，當使用(yòng)串行(xíng)方式去(qù)遍曆時(✘÷shí)，每個(gè) item 讀(dú)完後再₩$×讀(dú)下(xià)一(yī)個(gè) item。而使用✔☆•(yòng)并行(xíng)去(qù)遍曆時(shí)，數(shù)據會(huσφ>ì)被分(fēn)成多(duō)個(gè)段，其中每一(yī)個(gè)都( ©dōu)在不(bù)同的(de)線程中處理(lǐ)，>λ≥然後将結果一(yī)起輸出。Stream 的(de)并行(xín≤∑≥g)操作(zuò)依賴于 Java7 中引入的(de) Fork/Join ≥≠®≤框架（JSR166y）來(lái)拆分(fēn)任務和(hé)加¥>速處理(lǐ)過程。
π' Stream可(kě)以有(yǒu)↑π↑≤限的(de)也(yě)可(kě)以是(shì)無限∞&的(de)，流的(de)構造方式有(yǒu)很(✔↕★hěn)多(duō)可(kě)以從(có¥♥$₽ng)常用(yòng)的(de)Collection(List,Array,€±₹♥Set and so on...),文(wén ₽Ω♦)件(jiàn)，甚至函數(shù)....
由值創建流✘δ✘：
&nb♠®sp; Stream<Strin↓™g> stream = Stream.of(" ≠↓₩Java 8 ", "Lambdas ", "I£n ", "Action");
&$←£nbsp;由數(shù)組創建流：
®< iβ"♣nt[] numbers = {2, 3, 5, 7, 11, ×β13}; int sum = Arrays.stre≥☆am(numbers).sum();
由文(★₽∑₹wén)件(jiàn)創建流
&n♦↑≤bsp; Stream<String> Ω lines =Files.lines(Pat↑hs.get("data.txt"), Charset.default±←Charset())
上(s®σhàng)面的(de)這(zhè)些(xiē)Streγ™←÷am都(dōu)是(shì)有(yǒu)限的(de)，我們可(kě)以用(↑παyòng)函數(shù)來(lái)創建一(yī)€©個(gè)無限Stream
>¶₹ &nbs&γ p;Stream.iterate(0, n -> n÷®→ + 2).forEach(System.out::→println);
&nbπ♦→sp; Stream也(yě)很(hěn)懶惰，它隻會(huì)☆≈≥在你(nǐ)真正需要(yào)數(shù)據¶σ"的(de)時(shí)候才會(huì)把數(sh×γ±βù)據給傳給你(nǐ)，在你(nǐ)不(bù)需要(y♦" ào)時(shí)它一(yī)個(gè)數(s©☆✘"hù)據都(dōu)不(bù)會(huì)産生(shēng✔φ •)。
↔ Lambda表達式的(de)Best P§↓ractice
γ≤ 1、保持Lambda表達式簡短(duǎn)和(hé)一(y σ☆₹ī)目了(le)然
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values.stream()
.mapToInt(e -> {&nb↓§γsp;
int su≤↑m = 0;
for(in∞t i = 1; i <= e;←₽ i++) {
&nb ↓sp; if(e % i ==☆α 0) {
&nbs>λλp; sum += i;
&nb ¶sp;}
&nbs"≈p;}
return ☆→∑≤;sum;
})
.sum());&nb≈βsp; //代碼複雜(zá)難懂(dǒng)
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values.stream()
.mapToInt(e -> sumOfFacδ≠tors(e))
.sum() // ©代碼簡潔一(yī)目了(le)然
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長(cháng)長(cháng)的(de)Lambda表達©←式通(tōng)常是(shì)危險的(de)，因為(wèi)≥¶λ 代碼越長(cháng)越難以讀(dú)懂(dǒng)，意圖看(kàn)起γ∑來(lái)也(yě)不(bù)明(míng)，并且代碼也(yě λ♠)難以複用(yòng)，測試難度也(yě)大(dà)。
2✔、使用(yòng)@FunctionalInterface 注解
&nbs←≥p; 如(rú)果你(nǐ)确定了(le) ↓&某個(gè)interface是(shì)用(yòn ₽♣♦g)于Lambda表達式，請(qǐng)±φ£一(yī)定要(yào)加上(shàng)@FunctionalInterface，表明(míng)你(nǐ)的(de)意圖。不(bù)然将來(lái)說(shuō)不(bù)₽☆定某個(gè)不(bù)知(zhī)情的(de)家(j ÷©®iā)夥比如(rú)你(nǐ)旁邊的(de)好(h•αǎo)基友(yǒu)，在這(zhè)個(gè)interf≠☆→ace上(shàng)面加了(le)另外(∏≤wài)一(yī)個(gè)抽像方法時(shí)，你(nǐ)的(de§β)代碼就(jiù)悲劇(jù)了(le)。
3、優先使用(yòng)java.util.function包下(xià)面的(de)函數(shù)式接口
java.util.function 這(zhè)個(gè)包下(xià)面提¶供了(le)大(dà)量的(de)功能(n®$↕éng)性接口，可(kě)以滿足大(dà)多(duō)數(shù)開(kāi✔♣•✘)發人(rén)員(yuán)為(wèi)lamb φda表達式和(hé)方法引用(yòng)提供目标類型的(de)需求。↕λ™每個(gè)接口都(dōu)是(shì)通(tōng)用(yòng)的'∑(de)和(hé)抽象的(de)，使它們易于适應幾乎任何lambda表達式β÷。開(kāi)發人(rén)員(yuán)應該在創建¶↓÷新的(de)功能(néng)接口之前研究這(zhè)個(gè)包，避免重複定義÷ > 接口。另外(wài)一(yī)點就(jiù)是(s÷™§hì)，裡(lǐ)面的(de)接口不(bù)→≤₩會(huì)被别人(rén)修改~。
4、不(bù)要(yào)在Lambda表達中執行(xíng)有(yǒu)"副$ 作(zuò)用(yòng)"的(de)操σγ®₽作(zuò)
"副作(zuò)用(yòng)"是(shì)嚴重違背函數(shù)式編λ ♣程的(de)設計(jì)原則，在工(gōng)作↑←♥(zuò)中我經常看(kàn)到(dào)有(yǒ"☆u)人(rén)在forEach操作(zuò)裡(∑®♠♠lǐ)面操作(zuò)外(wài)面的(de)某個(↔±↓gè)List或者設置某個(gè)Map這(zhè)其實是(sh÷ ×ì)不(bù)對(duì)的(de)。
5、不(bù)要(yào)把Lambda表達式和(hé)匿₩↔£名內(nèi)部類同等對(duì)待
✔α;雖然我們可(kě)以用(yòng)匿名內♦•®×(nèi)部類來(lái)實現(xiàn)L&÷ambda表達式，也(yě)可(kě)以用(yòng)Lambda®♠表達式來(lái)替換內(nèi)部類，但(dàn)并€π"不(bù)代表這(zhè)兩者是(shì)等價的(de)λφ。這(zhè)兩者在某一(yī)個(gè)重要(yào)概≥↑£念是(shì)不(bù)同的(de)：thi↓'←s指代的(de)上(shàng)下(xià)文(wén)是(shì↔↓×)不(bù)一(yī)樣的(de)。當您使用(yòn®g)內(nèi)部類時(shí)，它将創建一(•₹βyī)個(gè)新的(de)範圍。通(tōng)過實例化(huà)具有(yǒu€≠π)相(xiàng)同名稱的(de)新局部變量，可(kě)以從(cóng)★≥封閉範圍覆蓋局部變量。您還(hái)可(kě)以在內(nèi)部類中σδ>使用(yòng)這(zhè)個(gè)關鍵字作(zuò)為(w←←±èi)它實例的(de)引用(yòng)。但(dàn)是(shì)，✘≠>$lambda表達式可(kě)以使用(yòng)封閉範圍。您不(bù)能(n✘©éng)在lambda的(de)主體(tǐ)內(£®•nèi)覆蓋範圍內(nèi)的(de)變量
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private String value = "Encl< →osing scope value";
public String scopeExp×↑$eriment() {
Foo fooIC =&nbλ§δφsp;new Foo() {
&nγβ$₹bsp; String value £↔= "Inner class val¥♠δue";
&nbs♥≈p; &nb≠$sp;@Override
&nb sp; public Strin€↓g method(String string) {♥₽
&nε×πbsp; &nbs§ ★p; return ∞♥™this.value;
φ'♥ }
♠←€};
&nbs¥π₽p;String resultIC = fooIC.method("");®₩"
Foo foo£¶ Lambda = parameter -> {
&nb σsp; ÷★;String value = "Lambda•₩≈ value";
&n>δbsp; return thi♠↕s.value;
&n¶♦bsp;};
String r♦®>esultLambda = fooLambda.₩method("");
re×>☆turn "Results: resultIC = " +♣↔ resultIC +
&nb>♣↕γsp; ", resultLambd✔© a = " + resultLambda;
}
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運行(xíng)上(shàng)面這÷(zhè)段代碼我們将到(dào) resultIC = "Inne←δ¥r class value"，resultLamb± ©da = "Enclosing scope vβ€αalue"。也(yě)就(jiù)是(shì)說($'shuō)在匿名內(nèi)部類中this≤ ✘指的(de)是(shì)自(zì)身(shēn)的(de)引§♦用(yòng)，在Lambda表達式中this指的(de)是(sγα©$hì)外(wài)部。
>₹§ 6、多(duō)使用(yòng)方法引用(yòn÷©♣g)
σ≥☆✔在Lambda表達式中 a -> a.to₩π₹LowerCase()和(hé)String::toLowerCase都(©γ±→dōu)能(néng)起到(dào)相(xiàng)β≤₽同的(de)作(zuò)用(yòng)，但(dàn)兩者相(xiànβ©☆g)比，後者通(tōng)常可(kě)讀(dú)性更高(gāo)并且代碼會(®"™huì)簡短(duǎn)。
&nbs•©<p;7、盡量避免在Lambda的(de)方法體(tǐ)中使用(yòng){γ★π}代碼塊
優先使用(yòng)
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Foo foo = parameter ->♠§ π; buildString(parameter);
private String buildString(String λparameter) {
S∏×tring result = "Something≠ " + parameter;
//many♠<✘↑ lines of code
retur★£n result;
}
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而不(bù)是(shì)
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Foo foo = parameter -> { String res♠←ult = "Somethinγ↑<g " + parameter;
//many lines✔ of code
return res λult;
};
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8、不(bù)要(yào)盲目的(de)開(kāi)啓并行(xíng<Ω)流
&nbs₹$p;Lambda的(de)并行(xíng)流雖好(©∏hǎo)，但(dàn)也(yě)要(yà★✔≥o)注意使用(yòng)場(chǎng)景。如(r≥↔♦ú)果平常的(de)業(yè)務處理(l↔≤ǐ)比如(rú)過濾，提取數(shù)據，沒有(yǒu)γ≠ ∏涉及特别大(dà)的(de)數(shù)據和(hé)耗時∏ ≤(shí)操作(zuò)，則真的(de)不(bù)需要(y↑↔≥ào)開(kāi)啓并行(xíng)流。↕♦§≥我在工(gōng)作(zuò)中看(kàn)到(dào≠↕β )有(yǒu)些(xiē)人(rén)一(yī)個(gè)隻有(ππyǒu)幾十個(gè)元素的(de)列表的(de)過濾操作(zu♠₽∞ò)也(yě)開(kāi)啓了(le)并行(xíng)流，其實這(zh&∏•€è)樣做(zuò)會(huì)更慢(màn)。因為(wèi)多(dφβuō)行(xíng)線程的(de)開(kāi)啓和(hé)同步這(zhè)些(™♣₽xiē)花(huā)費(fèi)的(de)時(shí)間(jiān★≤<)往往比你(nǐ)真實的(de)處理(lΩ &ǐ)時(shí)間(jiān)要(yào)多(duō)很(hěαΩ♦n)多(duō)。但(dàn)一(yī)些(xiē)耗時(shí)♦的(de)操作(zuò)比如(rú)I/O訪問(wèn)，DB查詢，遠(yu₩♣ αǎn)程調用(yòng)，這(zhè)些(xiē)如(rú)果可(♥ε£kě)以并行(xíng)的(de)話(huà)，則開(kāi∞₩)啓并行(xíng)流是(shì)可(kě)提升很(hěn)大(dà)性能(<✘néng)的(de)。因為(wèi)并行(xíng)流的(d§₩•e)底層原理(lǐ)是(shì)fork/join，如(rú)果你(n$♦ǐ)的(de)數(shù)據分(fēn)塊不(bù)是(shì)很(↑§hěn)好(hǎo)切分(fēn)，也(yě)不(bù)建議(yìβ)開(kāi)啓并行(xíng)流。舉個(gè)例子(zσ€£←ǐ)ArrayList的(de)Strea≤÷φ$m可(kě)以開(kāi)啓并行(xíng)流，而LinkedList則不(↓£÷≈bù)建議(yì)，因為(wèi)LinkedList每次做(zu♦λ±ò)數(shù)據切分(fēn)要(yào)遍曆整個(g↓ ≈è)鏈表，這(zhè)本身(shēn)就(jiù)已經很(hěn)浪₩ ↔費(fèi)性能(néng)，而ArrayList則不(bù)會$'•₩(huì)。
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皖公網安備 34019202000659号