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Java-函數語言程式設計(三)流(掃雷原始碼出售)

什麼是掃雷原始碼出售QQ2952777280【話仙原始碼論壇】hxforum.com外部迭代和內部迭代呢?

個人認為,外和內是相對集合程式碼而言。

如果迭代的業務執行在應用程式碼中,稱之為外部迭代。

反之,迭代的業務執行在集合程式碼中,稱為內部迭代(函數語言程式設計)。

語言描述可能有點抽象,下面看例項。

  1. 外部迭代
    呼叫itrator方法,產生一個新的Iterator物件,進而控制整個迭代過程。

for (Student student:list){
if (student.getAge()>18){
result++;
}
}

我們都知道,for其實底層使用的迭代器:

Iterator iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()){
Student student = iterator.next();
if (student.getAge()>18){
result++;
}
}
上面的迭代方法就是外部迭代。

外部迭代缺點:
很難抽象出複雜操作

本質上講是序列化操作。

  1. 內部迭代
    返回內部迭代中的響應介面:Stream

1
long count = list.stream().filter(student -> student.getAge() > 18).count();

整個過程被分解為:過濾和計數。

要注意:返回的Stream物件不是一個新集合,而是建立新集合的配方。

2.1 惰性求值和及早求值
像filter這樣值描述Stream,最終不產生新集合的方法叫做惰性求值。
像count這樣最終會從Stream產生值的方法叫做及早求值。

判斷一個操作是惰性操作還是及早求值,只需看它的返回值。如果返回值是Stream,那麼是惰性求值;如果返回值是另一個值或者為空,那就是及早求值。這些操作的理想方式就是形成一個惰性求值的鏈,最後用一個及早求值的操作返回想要的結果。

整個過程跟建造者模式很像,使用一系列的操作後最後呼叫build方法才返回真正想要的物件。設計模式快速學習(四)建造者模式

那這個過程有什麼好處呢:可以在集合類上級聯多種操作,但迭代只需要進行一次。

  1. 常用操作
    3.1 collect(toList()) 及早求值
    collect(toList())方法由Stream裡的值生成一個列表,是一個及早求值操作。

List collect = Stream.of(“a”, “b”, “c”).collect(Collectors.toList());
  
Stream.of(“a”, “b”, “c”)首先由列表生成一個Stream物件,然後collect(Collectors.toList())生成List物件。

3.2 map
map可以將一種型別的值轉換成另一種型別。

List streamMap = Stream.of(“a”, “b”, “c”).map(String -> String.toUpperCase()).collect(Collectors.toList());

map(String -> String.toUpperCase())將返回所有字母的大寫字母的Stream物件,collect(Collectors.toList())返回List。

3.3 filter過濾器
遍歷並檢查其中的元素時,可用filter
List collect1 = Stream.of(“a”, “ab”, “abc”)
.filter(value -> value.contains(“b”))
.collect(Collectors.toList());

3.4 flatMap
如果有一個包含了多個集合的物件希望得到所有數字的集合,我們可以用flatMap
List collect2 = Stream.of(asList(1, 2), asList(3, 4))
.flatMap(Collection::stream)
.collect(Collectors.toList());

Stream.of(asList(1, 2), asList(3, 4))將每個集合轉換成Stream物件,然後.flatMap處理成新的Stream物件。

3.5 max和min
看名字就知道,最大值和最小值。

Student student1 = list.stream()
.min(Comparator.comparing(student -> student.getAge()))
.get();

java8提供了一個Comparator靜態方法,可以藉助它實現一個方便的比較器。其中Comparator.comparing(student -> student.getAge()可以換成Comparator.comparing(Student::getAge)成為更純粹的lambda。max同理。

3.6 reduce
reduce操作可以實現從一組值中生成一個值,在上述例子中用到的count、min、max方法事實上都是reduce操作。

Integer reduce = Stream.of(1, 2, 3).reduce(0, (acc, element) -> acc + element);
System.out.println(reduce);
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上面的例子使用reduce求和,0表示起點,acc表示累加器,儲存著當前累加結果(每一步都將stream中的元素累加至acc),element是當前元素。

  1. 操作整合
    collect(toList())方法由Stream裡的值生成一個列表

map可以將一種型別的值轉換成另一種型別。

遍歷並檢查其中的元素時,可用filter

如果有一個包含了多個集合的物件希望得到所有數字的集合,我們可以用flatMap

max和min

reduce(不常用)

  1. 鏈式操作實戰

List students = new ArrayList<>();
students.add(new Student(“Fant.J”,18));
students.add(new Student(“小明”,19));
students.add(new Student(“小王”,20));
students.add(new Student(“小李”,22));
List classList = new ArrayList<>();
classList.add(new Class(students,“1601”));
classList.add(new Class(students,“1602”));
static class Student{
private String name;
private Integer age;
getter and setter …and construct …
}

static class Class{
    private List<Student> students;
    private String className;
    getter and setter ...and construct ....
}

這是我們的資料和關係–班級和學生,現在我想要找名字以小開頭的學生,用stream鏈式操作:

List list= students.stream()
.filter(student -> student.getAge() > 18)
.map(Student::getName)
.collect(Collectors.toList());
[小明, 小王, 小李]

這是一個簡單的students物件的Stream的鏈式操作實現,那如果我想要在許多個class中查詢年齡大於18的物件呢?

  1. 實戰提升
    在許多個class中查詢年齡大於18的名字並返回集合。

原始程式碼:

List nameList = new ArrayList<>();
for (Class c:classList){
for (Student student:c.getStudents()){
if (student.getAge()>18){
String name = student.getName();
nameList.add(name);
}
}
}

    System.out.println(nameList);

鏈式流程式碼:
如果讓你去寫,你可能會classList.stream().forEach(aClass -> aClass.getStudents().stream())…去實現?

我剛開始就是這樣無腦幹的,後來我緩過神來,想起foreach是一個及早求值操作,而且返回值是void,這樣的開頭就註定了沒有結果,然後仔細想想,flatMap不是用來處理不是一個集合的流嗎,好了,就有了下面的程式碼。
List collect = classList.stream()
.flatMap(aclass -> aclass.getStudents().stream())
.filter(student -> student.getAge() > 18)
.map(Student::getName)
.collect(toList());

原始程式碼和流鏈式呼叫相比,有以下缺點:

程式碼可讀性差,隱匿了真正的業務邏輯

需要設定無關變數來儲存中間結果

效率低,每一步都及早求值生成新集合

難於並行化處理

  1. 高階函式及注意事項
    高階函式是指接受另外一個函式作為引數,或返回一個函式的函式。如果函式的函式裡包含介面或返回一個介面,那麼該函式就是高階函式。

Stream介面中幾乎所有的函式都是高階函式。比如:Comparing 接受一個函式作為引數,然後返回Comparator介面。
Student student = list.stream().max(Comparator.comparing(Student::getAge)).get();
public interface Comparator {}
foreach方法也是高階函式:
void forEach(Consumer<? super T> action);
public interface Consumer {}
除了以上還有一些類似功能的高階函式外,不建議將lambda表示式傳給Stream上的高階函式,因為大部分的高階函式這樣用會有一些副作用:給變數賦值。區域性變數給成員變數賦值,導致很難察覺。