好程序員Java培訓分享Java函數式編碼結構，本文將探討三種下一代JVM語言：Groovy、Scala和Clojure，比較并對比新的功能和范例，讓Java開發人員對自己近期的未來發展有大體的認識，下面我們一起來看一下吧。
當垃圾回收成為主流時，它消除了所有類別的難以調試的問題，使運行時能夠為開發人員管理復雜的、容易出錯的進程。函數式編程旨在為你編寫的算法實現同樣的優化，這樣你就可以從一個更高的抽象層面開展工作，同時運行時執行復雜的優化。
Java下一代語言并不都占用從命令式到函數式的語言頻譜的同一位置，但都展現出函數功能和習語。函數式編程技術有明確定義，但語言有時為相同的函數式概念使用不同的術語，使得我們很難看到相似之處。在本期文章中，我比較了Scala、Groovy和Clojure的函數式編碼風格并討論了它們的優勢。
命令式處理
我要首先探討一個常見問題及其命令式解決方案。假如給定一個名稱列表，其中一些名稱包含一個字符。系統會要求你在一個逗號分隔的字符串中返回名稱，該字符串中不包含單字母的名稱，每個名稱的首字母都大寫。實現該算法的Java代碼如清單1所示。
清單1.命令式處理
public class TheCompanyProcess {
public String cleanNames(List listOfNames) {
StringBuilder result = new StringBuilder();
for(int i = 0; i < listOfNames.size(); i++) {
if (listOfNames.get(i).length() > 1) {
result.append(capitalizeString(listOfNames.get(i))).append(",");
}
}
return result.substring(0, result.length() - 1).toString();
}
public String capitalizeString(String s) {
return s.substring(0, 1).toUpperCase() + s.substring(1, s.length());
}
}
由于你必須處理整個列表，解決清單1中問題最簡單的方式是使用一個命令式循環。對于每個名稱，都需要進行檢查，確認其長度是否大于1，然后(如果長度大于1)將首字母大寫的名稱附加到result字符串，并在后面加逗號。最終字符串中的最后一個名稱不應包含逗號，所以我將它從最后返回值中移走。
在命令式編程中，建議你在較低級上別執行操作。在清單1中的cleanNames()方法中，我執行了三個任務：我篩選列表以消除單字符，將列表中每個名稱的首字母變換為大寫，然后將列表轉化為一個字符串。在命令式語言中，我不得不為三個任務都使用同一低級機制(對列表進行迭代)。函數式語言將篩選、變換和轉化視為常見操作，因此它們提供給你從不同視角解決問題的方式。
函數式處理
函數編程語言與命令式語言的問題分類方式不同。篩選、變換和轉化邏輯類別表現為函數。那些函數實現低級變換并依賴于開發人員來編寫作為參數傳遞的函數，進而定制函數的行為。我可以用偽代碼將清單1中的問題概念化為：
listOfEmps -> filter(x.length > 1) -> transform(x.capitalize) ->
convert(x, y -> x + "," + y)
利用函數式語言，你可以建模這一概念性解決方案，無需擔心實現細節。
Scala實現
清單2使用Scala實現清單1中的處理示例。它看起來就像是前面的偽代碼，包含必要的實現細節。
清單2.Scala處理
val employees = List("neal", "s", "stu", "j", "rich", "bob")
val result = employees
.filter(_.length() > 1)
.map(_.capitalize)
.reduce(_ + "," + _)
對于給定的名稱列表，我首先篩選它，剔除長度不大于1的所有名稱。然后將該操作的輸出提供給map()函數，該函數對集合的每個元素執行所提供的代碼塊，返回變換后的集合。最后，來自map()的輸出集合流向reduce()函數，該函數基于代碼塊中提供的規則將每個元素結合起來。
在本例中，我將每對元素結合起來，用插入的逗號連接它們。我不必考慮三個函數調用中參數的名稱是什么，所以我可以使用方便的Scala快捷方式，也就是說，使用_跳過名稱。reduce()函數從前兩個元素入手，將它們結合成一個元素，成為下一個串接中的第一個元素。在“瀏覽”列表的同時，reduce()構建了所需的逗號分隔的字符串。
我首先展示Scala實現是因為我對它的語法比較熟悉，而且Scala分別為篩選、變換和轉化概念使用了行業通用的名稱，即filter、map和reduce。
Groovy實現
Groovy擁有相同的功能，但對它們進行命名的方式與腳本語言(比如Ruby)更加一致。清單1中處理示例的Groovy版本如清單3所示。
清單3.Groovy處理
class TheCompanyProcess {
public static String cleanUpNames(List listOfNames) {
listOfNames
.findAll {it.length() > 1}
.collect {it.capitalize()}
.join(',')
}
}
盡管清單3在結構上類似于清單2中的Scala示例，但方法名稱不同。Groovy的findAll集合方法應用所提供的代碼塊，保留代碼塊為true的元素。如同Scala，Groovy包含一個隱式參數機制，為單參數代碼塊使用預定義的it隱式參數。collect方法(Groovy的map版本)對集合的每個元素執行所提供的代碼塊。Groovy提供一個函數(join())，使用所提供的分隔符將字符串集合串聯為單一字符串，這正是本示例中所需要的。
Clojure實現
Clojure是一個使用reduce、map和filter函數名的函數式語言，如清單4所示。
清單4.Clojure處理示例
(defn process [list-of-emps]
(reduce str (interpose ","
(map clojure.string/capitalize
(filter #(< 1 (count %)) list-of-emps)))))
Clojure的thread-first宏
thread-last宏使集合的處理變得更加簡單。類似的Clojure宏thread-first可簡化與JavaAPI的交互。例如普遍的Java代碼語句person.getInformation().
getAddress().getPostalCode()，這體現了Java違反迪米特法則的傾向。這種類型的語句給Clojure編程帶來一些煩惱，迫使使用JavaAPI的開發人員不得不構建由內而外的語句，比如(getPostalCode(getAddress(getInformationperson)))。thread-first宏消除了這一語法困擾。你可以使用宏將嵌套調用編寫為(->persongetInformationgetAddressgetPostalCode)，想嵌套多少層都可以。
如果你不習慣查看Clojure，可以使用清單4中的代碼，其結構可能不夠清晰。Clojure這樣的Lisp是“由內而外”進行工作的，所以必須從最后的參數值list-of-emps著手。Clojure的(filter)函數接受兩個參數：用于進行篩選的函數(本例中為匿名函數)和要篩選的集合。
你可以為第一個參數編寫一個正式函數定義，比如(fn[x](<1(countx)))，但使用Clojure可以更簡潔地編寫匿名函數。與前面的示例一樣，篩選操作的結果是一個較少的集合。(map)函數將變換函數接受為第一個參數，將集合(本例中是(filter)操作的返回值)作為第二個參數。Clojure的(map)函數的第一個參數通常是開發人員提供的函數，但接受單一參數的任何函數都有效；內置capitalize函數也符合要求。
最后，(map)操作的結果成為了(reduce)的集合參數。(reduce)的第一個參數是組合函數(應用于(interpose)的返回的(str))。(interpose)在集合的每個元素之間(除了最后一個)插入其第一個參數。
當函數嵌套過多時，即使最有經驗的開發人員也會倍感頭疼，如清單4中的(process)函數所示。所幸的是，Clojure包含的宏支持你將結構“調整”為更可讀的順序。清單5中的功能與清單4中的功能一樣。
清單5.使用Clojure的thread-last宏
(defn process2 [list-of-emps]
(->> list-of-emps
(filter #(< 1 (count %)))
(map clojure.string/capitalize)
(interpose ",")
(reduce str)))
Clojurethread-last宏采取對集合應用各種變換的常見操作并顛倒典型的Lisp的順序，恢復了從左到右的更自然的閱讀方式。在清單5中，首先是(list-of-emps)集合。代碼塊中每個隨后的表單被應用于前一個表單。Lisp的優勢之一在于其語法靈活性：任何時候代碼的可讀性變得很差時，你都可以將代碼調整回具有較高可讀性。
