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学习 Java8 函数式编程 (四)

cnbo
 cnbo
发布于 2017/09/03 09:32
字数 1810
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扯淡


按照之前的习惯,本文的开头依旧是扯淡。其实,做软件开发确实非常难,我们需要经常学习新的技术,我们还要有几门非常精通的技术。因为这些,我们需要花费大量的时间在工作和学习上。正好,坚持写技术博客能够提高我们学习的效率,同时有利于技术的沉淀和积累。把技术博客写好是件非常困难的事,这需要我们长时间的去坚持写技术博客和不断地充电思考。归根结缔,我们就是需要坚持。当我们坚持不下去的时候,去想想你是不是想给自己的家人更好的生活;你是不是希望看到自己心爱的那个她在看到它喜爱的口红时不再犹豫;你是不是想更加自信大胆地去追求一个位工作能力强于你的女生。我之所以还在坚持,是因为这三个问题一直在我脑中徘徊,还有我和哥们建立的约定。

上面说了那么多闲话,无非是对我们自己的一种激励。回到正题,在上一篇文博文中,我们用 Java8 提供的 Stream 解决了一个具体的问题。我们发现,使用 Stream 编程时,我们只需要写一段很短的代码,便能简洁明了的将代码的功能清晰地描述出来。有了 Stream 后,我们可以少写很多令人难懂的命令式代码,这样我们也可以少写很多注释,因为使用 Stream API 写出来的代码本身自带注释功能。今天我们要学习如何更好地使用 Stream。

灵活使用惰性求值和及早求值


什么是惰性求值和及早求值

我相信大家看到惰性求值及早求值这两个概念时,完全不知道是怎么回事。不用担心,我们先来看看清单一清单二中的代码。

清单一

public class StreamAPILearn {

    public static void main(String[] args) {
        StreamAPILearn apiLearn = new StreamAPILearn();
        apiLearn.fastGetValue();
    }

    public void fastGetValue() {
        System.out.println("及早求值");
    }

}

清单二

public class StreamAPILearn {
    
    public static void main(String[] args) {
        Arrays.asList(2, 3, 4, 1, 5, 3, 7)
                .stream()
                .filter(x -> {
                    System.out.println("惰性求值");
                    return x > 2;
                });
    }
    
}

当大家执行完清单一中的代码后,会看见控制台打印出了及早求值。我在清单二的代码中也写了一条控制台打印语句,但执行完代码后,发现控制台什么也没有。其实清单一中的代码模拟了及早求值清单二中的代码模拟了惰性求值清单二中的 filter 方法是一个惰性求值方法,只有当它的后面调用了一个及早求值的方法,那条打印句才会被执行。

其实,上面两段代码并不能清晰地诠释及早求值惰性求值,它们只是稍微进行了一些演示,让大家对这两个概念有个模糊的认识。我说下我最初对他们的认识,当我通过对象调用某个方法后嫩够得到一个结果,这就是及早求值;如果使用对象调用方法后,没有得到我想要的结果,这就是惰性求值,而这个惰性求值的方法只是用来描述一种行为,告诉对象我需要什么样的数据。

为什么会产生及早求值和惰性求值的概念

我们还是先来看看中学习 Java8 函数式编程 (三) 实现「找出某张专辑中所有乐队的国籍」的两段代码,请见清单三清单四

清单三

//将专辑中的艺术家为乐队的单独放入一个集合 bankList
List<Artist> artistList = album.getMusicians();
List<Artist> bankList = new ArrayList<>();
for (Artist artist : artistList) {
    if (artist.getName().startsWith("The")) {
        bankList.add(artist);
    }
}
        
//找出bankList中每个乐队的国籍,并将国籍放入originList
List<String> originList = new ArrayList<>();
for (Artist artist : bankList) {
    originList.add(artist.getOrigin());
}     

清单四

Set<String> originList =
    album.getMusicians()
    .stream()
    .filter(artist -> artist.getName().startsWith("The"))
    .map(artist -> artist.getOrigin())
    .collect(toSet());

清单三清单四中的代码都是找到专辑中的所有乐队,然后再获取乐队的国籍。但不同的是,清单三中的代码使用了一个临时集合用来存储专辑中的所有乐队,而清单四中的代码并没有临时变量存储中间结果。

清单三中的代码,是断断续续地解决一个问题。在 Java8 之前我们都是按照清单三的风格写代码的,我们为了得到一个结果,在中途我们会使用很多临时变量存储中间结果,这些中间结果看似有助于让我们理解代码,实则不然,过多的中间结果反而会淡化我们真正想要的结果,让代码变得难懂。

清单四中的代码一气呵成地将问题解决,得到我们想要的结果。清单四中的代码结合使用了及早求值惰性求值,在解决问题的过程中一直调用惰性求值方法 (filter 和 map) 告诉 Stream 需要对数据进行怎样的处理,当数据处理的操作全部完成后,再调用一个及早求值方法结束。

之所以会有及早求值和惰性求值,是因为程序员迫切希望,在一段处理某个问题的过程中,尽量少地出现一些多余的临时变量,增强代码的可读性,降低代码的冗余度。正好使用 Stream API 进行编程能满足我们的要求。

如何区分 Stream 中的及早求值和惰性求值方法

在 Stream 中,有两种类型的方法,一种是有返回值的,另一种是无返回值的。有返回值的就是惰性求值方法,无返回值的就是及早求值方法。在以后大家使用 Stream API 编程的过程中,总会发现及早求值方法是最后调用的,而且只有一个,惰性求值方法会有多个,而且都在及早求值的方法之前调用。

总结


关于 Stream 还有很多更深层次的知识,因为能力和经验有限,我还不能理解。在使用 Stream API 编程之前,一定要明白及早求值和惰性求值,再就是熟悉 Stream API,这样你们就知道在什么样的情况下该使用哪个方法。

彩蛋


本篇博文的彩蛋,我给大家一位 Java 大神左潇龙,这是他的个人博客链接 http://www.zuoxiaolong.com/。 他目前就职于阿里巴巴的中间件团队,阿里巴巴的中间件团队在中国的 Java 领域是什么样的存在,请自行上网搜索。他和我们其中很多人一样,非名校毕业,也非计算机专业,他一步一个脚印取得他现有的成就。他的每篇博客都非常有营养,他还把自己的故事写成了小说。

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