JDK8漫談——代碼更優雅

簡介

lambda表達式，又稱閉包（Closure）或稱匿名方法（anonymous method）。將Lambda表達式引入JAVA中的動機源於一個叫“行為參數”的模式。這種模式能夠解決需求變化帶來的問題，使代碼變得更加靈活。在JAVA8之前，參數模式十分啰嗦。Lambda表達式通過精簡的方式使用行為模式克服了這個缺點

解決什么問題

• 傳遞行為。它允許我們將函數當成參數傳遞給某個方法，或者把代碼本身當作數據處理，變成了一等公民。解決重復的代碼片段和代碼包裹問題。
• 內置抽象行為。把常見的行為定義成接口，可以直接使用，減少重復思考和代碼。都在java.util.function包里
• 更少的代碼。通過類型推斷，方法引用，可以讓代碼更優雅。

背后思想

• 函數式編程

內容說明

作用域

this

在內部類中，this指向當前內部類對象自己，而在lambda表達式中，this指向的是表達式外部的類對象。

public class ScopeTest {
    @Test
    public void test_scope(){

        Runnable runnable = () -> {
            this.print();
        };
        runnable.run();

    }
    private void print(){
        System.out.println("I can print");
    }
}

final

labmda表達式使用外部的變量時，不可修改，默認定義成final

函數式接口

只有一個抽象方法的接口我們就稱之為功能性接口，又簡稱 SAM 類型，即 Simple Abstract Method。會寫上注釋

@FunctionalInterface  
//用這個注解來表示功能性接口
public interface Consumer<T> {

    /**
     * Performs this operation on the given argument.
     *
     * @param t the input argument
     */
    void accept(T t);
}

常見的內置函數如下：

name	function
java.lang.Runnable	執行動作
java.util.function.Predicate <T>	接收T對象並返回boolean
java.util.function.Consumer<T>	接收T對象，不返回值
java.util.function.Function<T,R>	接收T對象，返回R對象
java.util.function.Supplier<T>	提供T對象（例如工廠），不接收值

方法引用

方法引用有很多種，它們的語法如下：

• 靜態方法引用：ClassName::methodName
• 實例上的實例方法引用：instanceReference::methodName
• 超類上的實例方法引用：super::methodName
• 類型上的實例方法引用：ClassName::methodName
• 構造方法引用：Class::new
• 數組構造方法引用：TypeName[]::new

    @Test
    public void test_instance(){
        Set<String> girls = new HashSet<>();

        Set<String> names = new HashSet<>();
        names.stream()
                //實例::methodName
                .filter(girls::contains)
                .collect(Collectors.toList());
    }
    @Test
    public void test_this(){
        Set<String> names = new HashSet<>();
        names.stream()
                //this::methodName
                .filter(this::hasAuth)
                .collect(Collectors.toList());
    }


    private boolean hasAuth(String authKey){
        return true;
    }

類型推斷

    Map<String,Person> map = new HashMap<>();

    map.forEach((String name,Person person)->{
        person.fly();
        System.out.println(name+":"+person);
    });

    map.forEach((name,person)->{
        // 無須判斷類型，自動根據上下文推斷
        person.fly();
        System.out.println(name+":"+person);
    });

實踐

最佳實踐

消滅代碼片段

    /**
     * 正常的代碼
     */
    @Test
    public void test_person(){
        CnResult<Person> result = null;
        try {
            // 只有這里取值是不同的，其他的處理是一樣的，包括try,catch,打日志，定義異常等
            Person entity = this.getPerson();

            result = CnResult.success(entity);

        }catch (CnException e){
            logger.error(e.getMessage(),e);
            result = CnResult.error(e.getErrorCode(),e.getMessage());

        }
        catch (Exception e) {
            logger.error(e.getMessage(),e);
            result = CnResult.error("1-1-1-1",e.getMessage());
        }
        Assert.assertNotNull(result);
    }

    @Test
    public void test_animal(){
        CnResult<Animal> result = null;
        try {
            // 只有這里取值是不同的，其他的處理是一樣的，包括try,catch,打日志，定義異常等
            Animal entity = this.getAnimal();

            result = CnResult.success(entity);

        }catch (CnException e){
            logger.error(e.getMessage(),e);
            result = CnResult.error(e.getErrorCode(),e.getMessage());

        }
        catch (Exception e) {
            logger.error(e.getMessage(),e);
            result = CnResult.error("1-1-1-1",e.getMessage());
        }
        Assert.assertNotNull(result);
    }

    /**
     * lambda代碼
     */
    @Test
    public void test_lambda(){
        //屏蔽所有細節，只把獲取對象的邏輯傳遞進去
        CnResult<Person> person = WapperUtils.wapper(this::getPerson);
        Assert.assertNotNull(person);

        CnResult<Animal> animal = WapperUtils.wapper(this::getAnimal);
        Assert.assertNotNull(animal);
    }


    public class WapperUtils {
        private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(WapperUtils.class);
    
        /**
         * 包裹
         *
         * @param supplier
         * @param <T>
         * @return
         */
        public static <T> CnResult<T> wapper(Supplier<T> supplier){
            try {
                T entity = supplier.get();
                CnResult<T> cnResult = CnResult.success(entity);
                return cnResult;
            }catch (CnException e){
                logger.error(e.getMessage(),e);
                return CnResult.error(e.getErrorCode(),e.getMessage());
            }
            catch (Exception e) {
                logger.error(e.getMessage(),e);
                return CnResult.error("1-1-1-1",e.getMessage());
            }
        }
    }

• 只要是代碼片段，找到變點化，抽象成lambda，把固定的代碼統一封裝，就可以使用行為的復用，減少代碼片段和代碼包裹。

明確語義

    @Test
    public void test_first() {
        List<Person> persons = new ArrayList<>();
        persons.stream()
                /**
                 * 沒有明確的語義。需要根據過程計算推理得出結果，也不清楚背后的業務和場景
                 *
                 */
                .filter(person -> person.getAge() >= 18)
                .collect(Collectors.toList());
    }

    @Test
    public void test_second() {
        List<Person> persons = new ArrayList<>();
        persons.stream()
                .filter(person -> {
                    /**
                     * 如果職責變更，得修改代碼結構，而且代碼越來越難理解
                     */
                    if (person.getAge() >= 18) {
                        return true;
                    }

                    if (person.getName().startsWith("庄")) {
                        return true;
                    }
                    return false;

                })
                .collect(Collectors.toList());
    }

    @Test
    public void test_third() {
        List<Person> persons = new ArrayList<>();
        persons.stream()
                /**
                 * 隨着業務變更需要不斷添加filter
                 */
                .filter(person -> person.getAge() >= 18)
                .filter(person -> person.getName().startsWith("庄"))
                .collect(Collectors.toList());
    }

    @Test
    public void test_fourth() {
        List<Person> persons = new ArrayList<>();
        persons.stream()
                /**
                 * 隨着業務變更需要不斷添加filter
                 */
                .filter(Person::isAdult)
                .filter(Person::belongToZhuang)
                .collect(Collectors.toList());
    }

    @Test
    public void test_final() {
        List<Person> persons = new ArrayList<>();
        /**
         * 有明確的語義，不用再面向細節加工一下，而且也方便后面的擴展
         */

        persons.stream()
                .filter(Person::hasAuth)
                .collect(Collectors.toList());
    }

最佳反例

隨意取名

    @Test
    public void test_name_bad(){
        List<Person> persons = new ArrayList<>();
        /**
         * lambda一多的時候，沒有明確的參數，計算和理解起來非常吃力。
         */
        persons.stream()
                .filter(e->e.getAge()>18)
                .map(e->e.getName())
                .filter(e->e.startsWith("庄"))
                .collect(Collectors.toList());
    }
    @Test
    public void test_name(){
        List<Person> persons = new ArrayList<>();
        persons.stream()
                .filter(person->person.getAge()>18)
                .map(person->person.getName())
                .filter(name->name.startsWith("庄"))
                .collect(Collectors.toList());
    }

• 參數需要有明確語義

邏輯復雜

@Test
    public void test_bad() {
        List<Integer> values = new ArrayList<>();
        
        int result = values.stream().mapToInt(e -> {
            int sum = 0;
            for (int i = 0; i < e; i++) {
                if (e % i == 0) {
                    sum += i;
                }
            }
            return sum;
        }).sum();

        System.out.println(result);
    }

    @Test
    public void test_() {
        List<Integer> values = new ArrayList<>();

        int result = values.stream().mapToInt(this::toInt).sum();

        System.out.println(result);
    }

    private Integer toInt(int e) {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < e; i++) {
            if (e % i == 0) {
                sum += i;
            }
        }
        return sum;
    }

• 難以讀懂
• 用途不明
• 難以測試
• 難以復用

建議把多行lambda表達式主體轉移到一個命名函數中，然后使用方法引用

思考

• 和內部類的區別
• 和AOP的區別