用go语言实现类似java8的Stream
JDK8 Stream 是一个支持泛型和函数式数据流,使用起来非常强大方便。最近在学习 go 语言我就用 go 模仿了一下类似的功能,
由于 go 对泛型、函数式的支持比较有限,感觉泛型和函数式这一块实现起来有些别扭,可能是我不会用,不当之处请高手指点。
Stream 具备部分与整体一致的结构设计,可很方便用来实现各种递归算法,尾部有一个Nil作为递归跳出点。
“左折叠”和“右折叠” 是非常强大的操作,大多数其它操作都可以通过折叠实现的,
Stream 自身的很多方法也是通过折叠操作实现的,如反向、合并、筛选、排序等。
Stream 的参数类型为空接口,支持泛型类型。
Stream 提供的很多方法都是接受函数作为参数的 “高阶方法”,比如:filter ,map ,reduce
Stream 支持用数学归纳法生成各种数列,步骤非常简单:
1、给出一个递归结束的值. 例如: f(1) =1
2、指定 f(n-1).
3、用f(n-1)定义f(n). 例如:f(n)= f(n-1) + 1
goStream 的源代码如下
package stream import ( "fmt" "strings" ) //泛型类型定义 type T interface{} type U interface{} //流计算数据结构定义 type Stream struct { Head T Tail *Stream Length int NotEmpty bool } var Nil = Stream{} func Generate(r Stream, f func(Stream) T, m int) Stream { if m == 1 { return r } else { return Generate(New(f(r), &r), f, m-1) } } func New(head T, tail *Stream) Stream { return Stream{head, tail, tail.Length + 1, true} } func (s Stream) Add(i T) Stream { return New(i, &s) } func (s Stream) Addall(i ...T) Stream { for _, v := range i { s = s.Add(v) } return s } //左折叠 用于实现 reduce 的功能 func (s Stream) FoldLeft(i U, f func(U, T) U) U { if s.NotEmpty { return s.Tail.FoldLeft(f(i, s.Head), f) } else { return i } } //右折叠 func (s Stream) FoldRight(i U, f func(U, T) U) U { if s.NotEmpty { return f(s.Tail.FoldRight(i, f), s.Head) } else { return i } } //合并两个 Stream func (s Stream) Merge(t Stream) Stream { if t.NotEmpty { return t.FoldRight(s, func(u U, t T) U { return u.(Stream).Add(t) }).(Stream) } else { return s } } //倒序 func (s Stream) Reverse() Stream { return s.FoldLeft(Nil, func(u U, t T) U { return u.(Stream).Add(t) }).(Stream) } //Map func (s Stream) Map(f func(T) U) Stream { return s.FoldRight(Nil, func(u U, t T) U { return u.(Stream).Add(f(t)) }).(Stream) } //Reduce func (s Stream) Reduce(i T, f func(T, T) T) T { if s.NotEmpty { return s.Tail.Reduce(f(i, s.Head), f) } else { return i } } //过滤 func (s Stream) Filter(f func(T) bool) Stream { return s.FoldRight(Nil, func(u U, t T) U { if f(t) { return u.(Stream).Add(t) } else { return u } }).(Stream) } //归并排序 func (s Stream) Sort(c func(T,T) bool) Stream { n := s.Length / 2 if n == 0 { return s }else{ x,y := split(s, Nil, n) return merge(x.Sort(c),y.Sort(c),c) } } func split(x,y Stream , n int) (Stream,Stream) { if (n == 0 || !x.NotEmpty) { return x,y } return split(*x.Tail, y.Add(x.Head), n - 1); } func merge(x,y Stream , c func(T,T) bool) Stream { if (!x.NotEmpty){ return y; } if (!y.NotEmpty){ return x; } if c(x.Head,y.Head) { return merge(*x.Tail, y, c).Add(x.Head) }else{ return merge(x, *y.Tail, c).Add(y.Head); } } //格式化显示 Stream 的所有项 func (s Stream) ToString() string { return "{" + strings.Join(s.FoldRight([]string{}, func(u U, t T) U { return append(u.([]string), fmt.Sprintf("%v", t)) }).([]string), ",") + "}" }
使用的样例
package main import ( "fmt" . "./stream" "strings" ) func main() { x := Generate(Nil.Add(1),func(s Stream) T {return s.Head.(int)+1},50) // {1,2,3,...,48,49,50} x = x.Map(func(t T) U { p := t.(int) //平方映射 return p * p }).Filter(func(t T) bool { return t.(int) % 2 == 0 //偶数过滤 }) //计算所有项的和 fmt.Printf("sum %s = %d\n",x.ToString(),x.FoldLeft(0,func(u U, t T) U { return u.(int) + t.(int) })) //22100 //浮点数列表求和 y := Nil.Addall(3.5, 4.3, 2.6, 1.1, 7.83, 4.42) fmt.Printf("%.2f\n", y.Reduce(0.0, func(t T, t2 T) T { return t.(float64) + t2.(float64) })) //排序 z := Nil.Addall(4,3,7,6,2,1,9,5,8,0).Sort(func(x,y T) bool { return x.(int) > y.(int) }) fmt.Println(z.ToString()) //{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9} //列出包含a字符的字符串 g := Nil.Addall("aaa", "bbb", "aba", "ccc", "cbb", "cba") fmt.Println(g.Filter(func(t T) bool { return strings.Contains(t.(string), "a") }).ToString()) //生成斐波拉契亚数列 的前 20 项 fmt.Println(Generate(Nil.Addall(1, 1), func(s Stream) T { return s.Head.(int) + s.Tail.Head.(int) }, 19).ToString()) //通过数列 π = 2 + 2/3 + 2/3*2/5 + 2/3*2/5*3/7 + ... + f(n-1) * n/(2*n+1) 计算圆周率的值 fmt.Println(Generate(Nil.Add(2.0), func(s Stream) T { n := s.Length return s.Head.(float64) * float64(n) / (float64(n)*2 + 1) }, 51).Reduce(0.0, func(t T, t2 T) T { return t.(float64) + t2.(float64) })) }