「Java 8 函数式编程」读书笔记——流

本文是「Java 8 函数式编程」第三章的读书笔记，章名为流。本章主要介绍了外部迭代与内部迭代以及常用的高阶函数。

外部迭代与内部迭代

外部迭代

过去我们要对一个List进行迭代时，往往会采用如下方式：

int count = 0;
for (Artist artist : artists) {
  if (artist.isFrom("London")) {
    count++;
  }
}

而这种方法的原理，其实是先调用iterator方法，然后再迭代，等效于如下代码：

int count = 0;
Iterator<Artist> iterator = artists.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
  Artist artist = iterator.next();
  if (artist.isFrom("London")) {
    count++;
  }
}

这样的迭代方式，把迭代的控制权交给了iterator对象，让其控制整个迭代过程，这就叫做外部迭代。

外部迭代需要我们自己编写迭代的控制代码，显得十分繁琐。特别是对于Map对象，繁琐到我都不想给出例子。

外部迭代将行为和方法混为一谈，难以对代码进行重构操作。

内部迭代

与之相对的就是内部迭代了。内部迭代就是把迭代的控制权交给了集合本身，让集合自己实现相应的迭代，而调用者并不需要关心如何迭代。

要使用内部迭代，需要使用Java 8中新增的接口Stream。而集合框架都已经包含了一个stream()方法，用于获得Stream对象。

long count = artists.stream()
  .filter(artist -> artist.isFrom("London"))
  .count();

这个例子就是使用的内部迭代。先获取stream对象，然后调用filter方法过滤，最后统计符合条件的个数。

实现机制

在Java中调用一个方法，通常会立即执行操作。然而Stream里的一些方法却不太一样，它们返回的对象不是新的集合，而是创建新集合的配方。我们通过一个例子说明：

Stream<String> names = Stream.of("Bryant", "Jordon", "James")
  .filter(name -> {
    System.out.println(name);
    return name.length() == 6;
  });
System.out.println("counting");
System.out.println(names.count());

最终会得到如下输出：

counting
Bryant
Jordon
James
2

出现这样的结果，原因是

• 像filter这样的方法，只会描述Stream，最终不会产生新集合的方法叫做惰性求值方法

• 像count这样会从Stream中产生值或集合等结果的方法叫做及早求值方法

判断一个操作是惰性求值还是及早求值，只需要看它的返回值

• 如果返回值是Stream，则是惰性求值

• 返回的是一个值或null，则是及早求值

在对集合使用流操作时，使用惰性求值方法形成一个惰性求值的链，最后用及早求值方法得到结果，而集合只需要迭代一次。

常用流操作

• collect：及早求值，常用于生成List Map或其他复杂的数据结构

• map：惰性求值，将一种类型的数据转换成另一种类型，将一个流中的值转化成一个新的流，类似于Hadoop里的map

• filter：惰性求值，过滤不符合条件的元素

• flatMap：惰性求值，类似于map，只是Function参数的返回值限定为Stream，用于连接多个Stream成为一个Stream

• max & min：及早求值，reduce方法的特例，返回Optional（第四章介绍）对象

• reduce：及早求值，从一组值中生成一个值，类似于Hadoop中的reduce

高阶函数

高阶函数接收一个函数作为参数，或者返回一个函数的函数。

正确使用Lambda表达式

• 明确要达成什么转化，而不是说明如何转化

• 没有副作用：

  • 只通过函数的返回值就能充分理解函数的全部作用

  • 函数不会修改程序或外界的状态

  • 获取值而不是变量（避免使用数组逃过JVM的追杀，应该考虑优化逻辑）