使用 Vavr 进行函数式编程

V**r 使函数式编程更简单、更易于使用。

在本系列的上一篇文章中，我们介绍了 J**a 平台提供的 lambda 表达式和流。 受 J**A 标准库的通用性要求和二进制文件大小的限制，J**a 标准库对函数式编程的 API 支持相对有限。 函数声明只有两种类型：函数和双函数，流上支持的操作数量也很少。 为了更好的函数式编程，我们需要第三方库的支持。 V**R 是 J**a 平台上最好的函数式编程库。 许多开发人员可能不熟悉 v**r 这个名字。 它的前身 J**Aslang 可能更熟悉。 V**r 作为标准的 j**a 库，使用简单。 只需添加对io.v**r:v**r可以完成库的 m**en 依赖项。 v**r 需要支持 J**a 8 及更高版本。 本文基于 v**r 09.版本 2，基于 Ja 10 的示例。

元组是具有固定数字的不同类型的元素的组合。 元组与集合的不同之处在于，元组中的元素类型可以不同，并且数量是固定的。 元组的好处是可以将多个元素作为一个单元传递。 如果方法需要返回多个值，则可以将这些值作为元组返回，而无需创建其他类来表示它们。 根据元素的数量，v**r 总共提供 9 个类，例如 tuple0、tuple1 到 tuple8。 每个元组类都需要声明其元素类型。

如：tuple2它表示两个元素的元组，第一个元素是字符串类型，第二个元素是整数类型。 对于元组对象，您可以使用它自以访问其中的元素。 所有元组对象都是不可变的，创建后无法更改。

元组由接口元组的静态方法创建。 元组类还提供了一些操作它们的方法。 由于元组是不可变的，因此所有相关操作都会返回一个新的元组对象。 在清单 1 中，使用 tupleof 创建一个 Tuple2 对象。

Tuple2 的 Map 方法用于转换元组中的每个元素，返回一个新的元组对象。 另一方面，apply 方法将元组转换为单个值。 其他元组类也有类似的方法。 除了map除了方法之外，还有map1、map2、map3等方法来转换第n个元素; update1、update2 和 update3 等方法用于更新各个元素。

清单 1使用元组。

tuple2 tuple2 = tuple.of("hello", 100);tuple2 updatedtuple2 = tuple2.map(string::touppercase, v ->v * 5);string result = updatedtuple2.apply((str, number) -string.join(", ",str, number.tostring())system.out.println(result);

在 J**A 8 中，只提供一个接受一个参数的函数和一个接受两个参数的双函数。 v**r 提供函数接口 function0、function1 到 function8，可以描述最多接受 8 个参数的函数。 这些接口的方法apply不能引发异常。 如果需要抛出异常，可以使用相应的 API：checkedfunction0、checkedfunction1 和 checkedfunction8。

v**r 的函数支持一些常见的特征。

函数组合是指利用一个函数的执行结果作为参数调用另一个函数而得到的新函数。 例如，f 是从 x 到 y 的函数，g 是从 y 到 z 的函数，那么g(f(x))是一个从 x 到 z 的函数。 v**r 的功能接口提供了默认方法andthen将当前函数与另一个函数表示的函数组合在一起。 v**r 的 function1 还提供了一个默认方法 compose，用于在执行当前函数之前执行由另一个函数表示的函数。

在清单 2 中，第一个函数 3 执行简单的数学运算，然后使用 然后将函数 3 的结果乘以 100。 第二个 function1 来自字符串touppercase创建和使用的方法compose带有对象的方法tostring首先结合方法。 首先为任何对象调用生成的方法tostring然后再次致电touppercase

清单 2功能组合。

function3< integer, integer, integer, integer> function3 = (v1, v2, v3)->v1 + v2) *v3;function3< integer, integer, integer, integer> composed =function3.andthen(v ->v * 100);int result = composed.apply(1, 2, 3);system.out.println(result);输出 900function1< string， string> function1 = string：：touppercase; function1< object, string> touppercase = function1.compose(object::tostring);string str = touppercase.apply(list.of("a", "b"));system.out.println(str);输出 [a， b]。

清单 3部分功能应用。

function4< integer, integer, integer, integer, integer> function4 =(v1, v2, v3, v4) -v1 + v2) *v3 + v4);function2< integer, integer, integer> function2 = function4.apply(1, 2);int result = function2.apply(4, 5);system.out.println(result);输出 27

清单 4函数的咖喱化。

function3 function3 = (v1, v2, v3)->v1 + v2) *v3;int result =function3.curried().apply(1).curried().apply(2).curried().apply(3);system.out.println(result);

在清单 5 中，使用了原始函数实现biginteger之pow计算功率的方法。 用memoized方法获取函数的记忆版本。 然后调用相同的参数两次并记录时间。 从结果中可以看出，第二个函数调用需要很短的时间，因为结果是直接从缓存中获取的。

清单 5功能记忆。

function2 pow = biginteger::pow;function2 memoized = pow.memoized();long start = system.currenttimemillis();memoized.apply(biginteger.valueof(1024), 1024);long end1 = system.currenttimemillis();memoized.apply(biginteger.valueof(1024), 1024);long end2 = system.currenttimemillis();system.out.printf("%d ms ->d ms", end1 - start, end2 - end1);

v**roption带 J**A 8optional是相似的。 但是，v**r 的选项是具有两个实现类的接口option.some跟option.none，分别对应两种情况，有值和无值。 用option.some可以创建包含给定值的方法some对象，而option.none是的none对象的实例。 option还支持常用的mapflatmap跟filter依此类推，如清单 6 所示。

清单 6使用选项的示例。

option str = option.of("hello");str.map(string::length);str.flatmap(v ->option.of(v.length())

在清单 7 中，基于随机布尔值创建一个 LOR LVALUEeither对象。 either之map跟mapleft右值和左值是分开计算的。

清单 7使用两者之一的示例。

import io.v**r.control.either;import j**a.util.concurrent.threadlocalrandom;public class eithers private static either compute()

在清单 8 中，第一个try是的结果显然是一种反常现象。 用recover返回 1。 第二个try它表示读取文件的结果。 由于该文件不存在，try这也是一种反常现象。

清单 8使用 try 的示例。

try result = try.of(()1 / 0).recover(e ->1);system.out.println(result);try lines = try.of(()files.readalllines(paths.get("1.txt")))map(list ->string.join(",", list)) andthen((consumer) system.out::println);system.out.println(lines);

清单 9使用懒惰的示例。

lazy lazy = lazy.of(()biginteger.valueof(1024).pow(1024));system.out.println(lazy.isevaluated())system.out.println(lazy.get())system.out.println(lazy.isevaluated())

V**r 的流比 j**a 中的流提供更多的操作。 可以使用stream.ofall从可迭代对象创建 v**r 流。 以下是 v**r 中添加的一些有用操作：

groupby：使用功能对元素进行分组。 结果是一个映射，其中映射的键是组函数的结果，值是包含同一组中所有元素的流。 partition：使用谓词对元素进行分组。 结果是具有 2 个流的 tuple2。 tuple2 的第一个流的元素满足谓词指定的条件，第二个流的元素不满足谓词指定的条件。 scanleft跟scanright：分别按从左到右或从右到左的顺序对元素调用函数，并累加结果。 zip：将流与可迭代对象合并，生成的流包含 tuple2 对象。 tuple2 对象的两个元素分别来自流对象和可迭代对象。 在清单 10 中，第一个groupby该操作将流分为奇数组和偶数组; 第二个partition该操作将流分为两组：大于 2 且不大于 2; 第三scanleft包含字符串的流根据字符串的长度进行累积; 最后一个zip该操作合并两个流，结果是与长度最小的输入流具有相同元素数的流。

清单 10Stream的使用示例。

map> booleanlistmap = stream.ofall(1, 2, 3, 4, 5) .groupby(v ->v % 2 == 0) .mapvalues(value::tolist);system.out.println(booleanlistmap);输出 linkedhashmap（（false， list（1， 3， 5）），true， list（2， 4））））tuple2， list>listtuple2 = 流ofall(1, 2, 3, 4) .partition(v ->v > 2) .map(value::tolist, value::tolist);system.out.println(listtuple2);输出 （list（3， 4）， list（1， 2））list integers = stream.ofall(list.of("hello", "world", "a")) scanleft(0, (sum, str) -sum + str.length())tolist();system.out.println(integers);输出 list（0， 5， 10， 11）list> tuple2list = 流ofall(1, 2, 3) .zip(list.of("a", "b")) tolist();system.out.println(tuple2list);输出列表（（1， a）， 2， b）））。

清单 11v**r 中数据结构的用法。

list.of(1, 2, 3).map(v ->v + 10); 2, 3).stream().map(v ->v + 10).collect(collectors.tolist（）） j**a

清单 12模式匹配示例。

string input = "g";string result = match(input).of( case($("g"), "good"), case($("b"), "bad"), case($("unknown"));system.out.println(result);输出良好

清单 13使用模式匹配产生***

int value = -1;match(value).of( case($(v ->v > 0), o ->run(()system.out.println("> 0")))case($(0), o ->run(()system.out.println("0")))case($(o ->run(()system.out.println("< 0"输出< 0