java函数式编程入门

以前写过一篇java8的流操作，人们都说流操作是函数式编程，但函数式编程是什么呢？

什么是函数式编程

什么是函数式编程？它是一种编程范式，即一切都是数学函数。函数式编程语言里也可以有对象，但通常这些对象都是恒定不变的 —— 要么是函数参数，要什么是函数返回值。函数式编程语言里没有 for/next 循环，因为这些逻辑意味着有状态的改变。相替代的是，这种循环逻辑在函数式编程语言里是通过递归、把函数当成参数传递的方式实现的。

函数式编程单看上面的理论无疑是无法理解的，所以，需要通过它的一些特点来感受什么是函数式编程

函数是"第一等公民"

所谓"第一等公民"（first class），指的是函数与其他数据类型一样，处于平等地位，可以赋值给其他变量，也可以作为参数，传入另一个函数，或者作为别的函数的返回值。 举例来说，下面代码中的print变量就是一个函数，可以作为另一个函数的参数。

只用"表达式"，不用"语句"

"表达式"（expression）是一个单纯的运算过程，总是有返回值；"语句"（statement）是执行某种操作，没有返回值。函数式编程要求，只使用表达式，不使用语句。也就是说，每一步都是单纯的运算，而且都有返回值。

原因是函数式编程的开发动机，一开始就是为了处理运算（computation），不考虑系统的读写（I/O）。"语句"属于对系统的读写操作，所以就被排斥在外。

当然，实际应用中，不做I/O是不可能的。因此，编程过程中，函数式编程只要求把I/O限制到最小，不要有不必要的读写行为，保持计算过程的单纯性。

没有"副作用"

所谓"副作用"（side effect），指的是函数内部与外部互动（最典型的情况，就是修改全局变量的值），产生运算以外的其他结果。

函数式编程强调没有"副作用"，意味着函数要保持独立，所有功能就是返回一个新的值，没有其他行为，尤其是不得修改外部变量的值.

不修改状态

上一点已经提到，函数式编程只是返回新的值，不修改系统变量。因此，不修改变量，也是它的一个重要特点。

在其他类型的语言中，变量往往用来保存"状态"（state）。不修改变量，意味着状态不能保存在变量中。函数式编程使用参数保存状态，最好的例子就是递归。

引用透明

引用透明（Referential transparency），指的是函数的运行不依赖于外部变量或"状态"，只依赖于输入的参数，任何时候只要参数相同，引用函数所得到的返回值总是相同的。

OO（object oriented，面向对象）是抽象数据，FP（functional programming，函数式编程）是抽象行为。

在java中，函数式编程是通过lambda表达式实现的。

lambada表达式

基本表达形式如下：

Runnable noArguments = () -> System.out.println("Hello World");

Lambda 表达式的基本语法是：

1. 参数。（可以有多个）
2. 接着 ->，可视为“产出”。
3. -> 之后的内容都是方法体。

• 当只用一个参数，可以不需要括号()。 然而，这是一个特例。
• 正常情况使用括号()包裹参数。 为了保持一致性，也可以使用括号()包裹单个参数，虽然这种情况并不常见。
• 如果没有参数，则必须使用括号()表示空参数列表。
• 对于多个参数，将参数列表放在括号()中。
• 方法体的语句超过一句时，需要使用{},并根据情况看是否需要return

Lambda 表达式产生函数，而不是类。 在 JVM（Java Virtual Machine，Java 虚拟机）上，一切都是一个类，因此在幕后执行各种操作使 Lambda 看起来像函数 —— 但作为程序员，你可以高兴地假装它们“只是函数”。

函数接口

/** 强制 javac 检查一个接口是否符合函数接口的标准。如果该注释添加给一个枚举类型、类或另一个注释，或者接口包含不止一个抽象方法，javac 就会报错 **/
@FunctionalInterface //该注解不是必选项
interface Yunzhi {
//只包含一个抽象方法，称为函数式方法。
    String test(String s);
}


public class LambdaExpressions {

    static  Yunzhi yunzhi = x ->"this is  a" +  x ;

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(yunzhi.test("test"));

    }
}

yunzhi实际上是实现了Yunzhi的test()，类似上面的这种接口叫函数式接口。

JDK 8 中提供了大量的函数接口，这些接口定义在java.util.function中，因此我们一般情况下不需再定义自己的接口，同时，各个接口的作用和名字都是相对应的，所以，了解函数式接口的命名模式就是很有必要的了。

以下是基本命名准则：

1. 如果只处理对象而非基本类型，名称则为Function，Consumer，Predicate等。参数类型通过泛型添加。
2. 如果接收的参数是基本类型，则由名称的第一部分表示，如LongConsumer，DoubleFunction，IntPredicate等，但基本Supplier类型例外。
3. 如果返回值为基本类型，则用To表示，如ToLongFunction <T>和IntToLongFunction。
4. 如果返回值类型与参数类型一致，则是一个运算符：单个参数使用UnaryOperator，两个参数使用BinaryOperator。
5. 如果接收两个参数且返回值为布尔值，则是一个谓词（Predicate）。
6. 如果接收的两个参数类型不同，则名称中有一个Bi。

下表描述了 java.util.function 中的目标类型（包括例外情况）：

特征	数式方法名	示例
无参数； 无返回值	Runnable (java.lang) run()	Runnable
无参数； 返回类型任意	Supplier get() getAs类型()	Supplier<T> BooleanSupplier IntSupplier LongSupplier DoubleSupplier
无参数； 返回类型任意	Callable (java.util.concurrent) call()	Callable<V>
1 参数； 无返回值	Consumer accept()	Consumer<T> IntConsumer LongConsumer DoubleConsumer
2 参数 Consumer	BiConsumer accept()	BiConsumer<T,U>
2 参数 Consumer； 1 引用； 1 基本类型	Obj类型Consumer accept()	ObjIntConsumer<T> ObjLongConsumer<T> ObjDoubleConsumer<T>
1 参数； 返回类型不同	Function apply() To类型 和 类型To类型 applyAs类型()	Function<T,R> IntFunction<R> LongFunction<R> DoubleFunction<R> ToIntFunction<T> ToLongFunction<T> ToDoubleFunction<T> IntToLongFunction IntToDoubleFunction LongToIntFunction LongToDoubleFunction DoubleToIntFunction DoubleToLongFunction
1 参数； 返回类型相同	UnaryOperator apply()	UnaryOperator<T> IntUnaryOperator LongUnaryOperator DoubleUnaryOperator
2 参数类型相同； 返回类型相同	BinaryOperator apply()	BinaryOperator<T> IntBinaryOperator LongBinaryOperator DoubleBinaryOperator
2 参数类型相同; 返回整型	Comparator (java.util) compare()	Comparator<T>
2 参数； 返回布尔型	Predicate test()	Predicate<T> BiPredicate<T,U> IntPredicate LongPredicate DoublePredicate
参数基本类型； 返回基本类型	类型To类型Function applyAs类型()	IntToLongFunction IntToDoubleFunction LongToIntFunction LongToDoubleFunction DoubleToIntFunction DoubleToLongFunction
2 参数类型不同	Bi操作 (不同方法名)	BiFunction<T,U,R> BiConsumer<T,U> BiPredicate<T,U> ToIntBiFunction<T,U> ToLongBiFunction<T,U> ToDoubleBiFunction<T>

其中最常用的是：

接下来实际的看看如何使用这些接口

class Foo {}

class Bar {
    Foo f;
    Bar(Foo f) { this.f = f; }
}

public class FunctionVariants {
    static Function<Foo, Bar> f1 = f -> new Bar(f);

    public static void main(String[] args) {
        Bar b = f1.apply(new Foo());
    }
}

学到这里才突然发现，虽然以前完全不知道函数接口这个东西，但实际上却已经在使用他了，比如Comparator广泛的运用在各种比较当中，pridect也在spring的综合查询中使用过了。

关于函数式编程的争议

虽然在宣传中，函数式编程有着巨大的优势，比如适合并行编程、代码可靠性和代码创建和库复用,但在某些大佬看来：

关于函数式编程能高效创建更健壮的代码这一观点仍存在部分争议。虽然已有一些好的范例，但还不足以证明纯函数式语言就是解决编程问题的最佳方法。

不管怎样，多学一学总是好的

参考文章

函数式编程初探
Java 函数式编程（一）初识篇
函数式编程
java8的函数式编程
JDK 8 函数式编程入门