Java-函数式编程（一）初识篇

开发者使用Java8编写复杂的集合处理算法，只需要简单的代码就能在多喝cpu上高效运行，这就是Lambda表达式的初衷。

提示：函数式编程和语言无关，它是一种思想，任何语言都可以实现函数式编程，区别只是实现的难易程度不同而已。

在java中，lambda本身就是函数式编程的运用，那什么是函数式编程呢？

1. 函数式编程是什么

靠术语解释是很难理解的，所以，可以通过它的一些特点和优点来感受什么是函数式编程。重点有做标记。

参考阮一峰文章：

http://www.ruanyifeng.com/blog/2012/04/functional_programming.html

1.1 特点

1. 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。

var print = function(i){ console.log(i);};

[1,2,3].forEach(print);

2. 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。

3. 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.

4 . 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。

5. 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。

有了前面的第三点和第四点，这点是很显然的。其他类型的语言，函数的返回值往往与系统状态有关，不同的状态之下，返回值是不一样的。这就叫"引用不透明"，很不利于观察和理解程序的行为。

1.2 优点

1. 代码简洁，开发快速

2. 接近自然语言，易于理解

(1+2)*3-4用函数式语言表达

add(1,2).multiply(3).subtract(4)

3. 更方便的代码管理

不依赖、也不会改变外界的状态，只要给定输入参数，返回的结果必定相同。因此，每一个函数都可以被看做独立单元，很有利于进行单元测试（unit testing）和除错（debugging），以及模块化组合。

4. 易于"并发编程"

函数式编程不需要考虑"死锁"（deadlock），因为它不修改变量，所以根本不存在"锁"线程的问题。不必担心一个线程的数据，被另一个线程修改，所以可以很放心地把工作分摊到多个线程，部署"并发编程"（concurrency）。

2. 函数式编程实例

函数式编程关心数据的映射，命令式编程关心解决问题的步骤。

函数式风格没有赋值，也就没有for循环， 要实现循环操作 只能通过递归调用。

public class First {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10,b = 20;
        int c = a+b;
        System.out.println(c);
    }
}

　　

这段代码是用命令来表示程序，用命令的执行顺序来表示程序的组合，所以不是函数式编程。差不多是面向过程的思想。

public class First {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10,b = 20;
        add(a,b);
    }
    static int add(int a,int b){
        int c = a+b;
        return c;
    }
}

　　

这段代码用函数来表示程序，但是内部是用命令的组合来实现，不算真正意义上的函数式编程。面向对象的思想。

public class First {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10,b = 20;
        add(a,b);
    }
    static int add(int a,int b){
        return a+b;
    }
}

这段代码用函数来表示程序，用函数的组合来表达程序的组合，是完全的函数式编程。

面向对象、面向过程和函数式编程区别

“面向过程”和“面向对象”的区别是“封装”。“函数式”和“面向对象”的区别是“不使用外部状态”。上面的三段代码中也有体现。

如有异议，请在下方评论，谢谢。

 

首发：Java-函数式编程（一）初识篇