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　　好程序員Java培訓(xùn)分享Java函數(shù)式編碼結(jié)構(gòu)，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(fā)人員對自己近期的未來發(fā)展有大體的認(rèn)識，下面我們一起來看一下吧。

　　當(dāng)垃圾回收成為主流時，它消除了所有類別的難以調(diào)試的問題，使運(yùn)行時能夠為開發(fā)人員管理復(fù)雜的、容易出錯的進(jìn)程。函數(shù)式編程旨在為你編寫的算法實現(xiàn)同樣的優(yōu)化，這樣你就可以從一個更高的抽象層面開展工作，同時運(yùn)行時執(zhí)行復(fù)雜的優(yōu)化。

　　Java下一代語言并不都占用從命令式到函數(shù)式的語言頻譜的同一位置，但都展現(xiàn)出函數(shù)功能和習(xí)語。函數(shù)式編程技術(shù)有明確定義，但語言有時為相同的函數(shù)式概念使用不同的術(shù)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(shù)式編碼風(fēng)格并討論了它們的優(yōu)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(tǒng)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(xiàn)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<String> 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(huán)。對于每個名稱，都需要進(jìn)行檢查，確認(rèn)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(yīng)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(zhí)行操作。在清單1中的cleanNames()方法中，我執(zhí)行了三個任務(wù)：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(zhuǎn)化為一個字符串。在命令式語言中，我不得不為三個任務(wù)都使用同一低級機(jī)制（對列表進(jìn)行迭代）。函數(shù)式語言將篩選、變換和轉(zhuǎn)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(shù)式處理

　　函數(shù)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(zhuǎn)化邏輯類別表現(xiàn)為函數(shù)。那些函數(shù)實現(xiàn)低級變換并依賴于開發(fā)人員來編寫作為參數(shù)傳遞的函數(shù)，進(jìn)而定制函數(shù)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(shù)式語言，你可以建模這一概念性解決方案，無需擔(dān)心實現(xiàn)細(xì)節(jié)。

　　Scala實現(xiàn)

　　清單2使用Scala實現(xiàn)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(xiàn)細(xì)節(jié)。

　　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(shù)，該函數(shù)對集合的每個元素執(zhí)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(shù)，該函數(shù)基于代碼塊中提供的規(guī)則將每個元素結(jié)合起來。

　　在本例中，我將每對元素結(jié)合起來，用插入的逗號連接它們。我不必考慮三個函數(shù)調(diào)用中參數(shù)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(shù)從前兩個元素入手，將它們結(jié)合成一個元素，成為下一個串接中的diyi個元素。在“瀏覽”列表的同時，reduce()構(gòu)建了所需的逗號分隔的字符串。

　　我首先展示Scala實現(xiàn)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(zhuǎn)化概念使用了行業(yè)通用的名稱，即filter、map和reduce。

　　Groovy實現(xiàn)

　　Groovy擁有相同的功能，但對它們進(jìn)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(shù)機(jī)制，為單參數(shù)代碼塊使用預(yù)定義的it隱式參數(shù)。collect方法（Groovy的map版本）對集合的每個元素執(zhí)行所提供的代碼塊。Groovy提供一個函數(shù)(join())，使用所提供的分隔符將字符串集合串聯(lián)為單一字符串，這正是本示例中所需要的。

　　Clojure實現(xiàn)

　　Clojure是一個使用reduce、map和filter函數(shù)名的函數(shù)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(xiàn)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(fā)人員不得不構(gòu)建由內(nèi)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(diào)用編寫為(->persongetInformationgetAddressgetPostalCode)，想嵌套多少層都可以。

　　如果你不習(xí)慣查看Clojure，可以使用清單4中的代碼，其結(jié)構(gòu)可能不夠清晰。Clojure這樣的Lisp是“由內(nèi)而外”進(jìn)行工作的，所以必須從最后的參數(shù)值list-of-emps著手。Clojure的(filter)函數(shù)接受兩個參數(shù)：用于進(jìn)行篩選的函數(shù)（本例中為匿名函數(shù)）和要篩選的集合。

　　你可以為diyi個參數(shù)編寫一個正式函數(shù)定義，比如(fn[x](<1(countx)))，但使用Clojure可以更簡潔地編寫匿名函數(shù)。與前面的示例一樣，篩選操作的結(jié)果是一個較少的集合。(map)函數(shù)將變換函數(shù)接受為diyi個參數(shù)，將集合（本例中是(filter)操作的返回值）作為第二個參數(shù)。Clojure的(map)函數(shù)的diyi個參數(shù)通常是開發(fā)人員提供的函數(shù)，但接受單一參數(shù)的任何函數(shù)都有效；內(nèi)置capitalize函數(shù)也符合要求。

　　最后，(map)操作的結(jié)果成為了(reduce)的集合參數(shù)。(reduce)的diyi個參數(shù)是組合函數(shù)（應(yīng)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diyi個參數(shù)。

　　當(dāng)函數(shù)嵌套過多時，即使最有經(jīng)驗的開發(fā)人員也會倍感頭疼，如清單4中的(process)函數(shù)所示。所幸的是，Clojure包含的宏支持你將結(jié)構(gòu)“調(diào)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(yīng)用各種變換的常見操作并顛倒典型的Lisp的順序，恢復(fù)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(yīng)用于前一個表單。Lisp的優(yōu)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(diào)整回具有較高可讀性。