使用 Vavr 進行函式式程式設計

V**r 使函式式程式設計更簡單、更易於使用。

在本系列的上一篇文章中，我們介紹了 J**a 平台提供的 lambda 表示式和流。 受 J**A 標準庫的通用性要求和二進位檔案大小的限制，J**a 標準庫對函式式程式設計的 API 支援相對有限。 函式宣告只有兩種型別：函式和雙函式，流上支援的操作數量也很少。 為了更好的函式式程式設計，我們需要第三方庫的支援。 V**R 是 J**a 平台上最好的函式式程式設計庫。 許多開發人員可能不熟悉 v**r 這個名字。 它的前身 J**Aslang 可能更熟悉。 V**r 作為標準的 j**a 庫，使用簡單。 只需新增對io.v**r:v**r可以完成庫的 m**en 依賴項。 v**r 需要支援 J**a 8 及更高版本。 本文基於 v**r 09.版本 2，基於 Ja 10 的示例。

元組是具有固定數字的不同型別的元素的組合。 元組與集合的不同之處在於，元組中的元素型別可以不同，並且數量是固定的。 元組的好處是可以將多個元素作為乙個單元傳遞。 如果方法需要返回多個值，則可以將這些值作為元組返回，而無需建立其他類來表示它們。 根據元素的數量，v**r 總共提供 9 個類，例如 tuple0、tuple1 到 tuple8。 每個元組類都需要宣告其元素型別。

如：tuple2它表示兩個元素的元組，第乙個元素是字串型別，第二個元素是整數型別。 對於元組物件，您可以使用它自以訪問其中的元素。 所有元組物件都是不可變的，建立後無法更改。

元組由介面元組的靜態方法建立。 元組類還提供了一些操作它們的方法。 由於元組是不可變的，因此所有相關操作都會返回乙個新的元組物件。 在清單 1 中，使用 tupleof 建立乙個 Tuple2 物件。

Tuple2 的 Map 方法用於轉換元組中的每個元素，返回乙個新的元組物件。 另一方面，apply 方法將元組轉換為單個值。 其他元組類也有類似的方法。 除了map除了方法之外，還有map1、map2、map3等方法來轉換第n個元素; update1、update2 和 update3 等方法用於更新各個元素。

清單 1使用元組。

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，只提供乙個接受乙個引數的函式和乙個接受兩個引數的雙函式。 v**r 提供函式介面 function0、function1 到 function8，可以描述最多接受 8 個引數的函式。 這些介面的方法apply不能引發異常。 如果需要丟擲異常，可以使用相應的 API：checkedfunction0、checkedfunction1 和 checkedfunction8。

v**r 的函式支援一些常見的特徵。

函式組合是指利用乙個函式的執行結果作為引數呼叫另乙個函式而得到的新函式。 例如，f 是從 x 到 y 的函式，g 是從 y 到 z 的函式，那麼g(f(x))是乙個從 x 到 z 的函式。 v**r 的功能介面提供了預設方法andthen將當前函式與另乙個函式表示的函式組合在一起。 v**r 的 function1 還提供了乙個預設方法 compose，用於在執行當前函式之前執行由另乙個函式表示的函式。

在清單 2 中，第乙個函式 3 執行簡單的數學運算，然後使用 然後將函式 3 的結果乘以 100。 第二個 function1 來自字串touppercase建立和使用的方法compose帶有物件的方法tostring首先結合方法。 首先為任何物件呼叫生成的方法tostring然後再次致電touppercase

清單 2功能組合。

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);輸出 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);輸出 [a， b]。

清單 3部分功能應用。

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);輸出 27

清單 4函式的咖哩化。

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

在清單 5 中，使用了原始函式實現biginteger之pow計算功率的方法。 用memoized方法獲取函式的記憶版本。 然後呼叫相同的引數兩次並記錄時間。 從結果中可以看出，第二個函式呼叫需要很短的時間，因為結果是直接從快取中獲取的。

清單 5功能記憶。

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帶 J**A 8optional是相似的。 但是，v**r 的選項是具有兩個實現類的介面option.some跟option.none，分別對應兩種情況，有值和無值。 用option.some可以建立包含給定值的方法some物件，而option.none是的none物件的例項。 option還支援常用的mapflatmap跟filter依此類推，如清單 6 所示。

清單 6使用選項的示例。

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

在清單 7 中，基於隨機布林值建立乙個 LOR LVALUEeither物件。 either之map跟mapleft右值和左值是分開計算的。

清單 7使用兩者之一的示例。

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

在清單 8 中，第乙個try是的結果顯然是一種反常現象。 用recover返回 1。 第二個try它表示讀取檔案的結果。 由於該檔案不存在，try這也是一種反常現象。

清單 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);

清單 9使用懶惰的示例。

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從可迭代物件建立 v**r 流。 以下是 v**r 中新增的一些有用操作：

groupby：使用功能對元素進行分組。 結果是乙個對映，其中對映的鍵是組函式的結果，值是包含同一組中所有元素的流。 partition：使用謂詞對元素進行分組。 結果是具有 2 個流的 tuple2。 tuple2 的第乙個流的元素滿足謂詞指定的條件，第二個流的元素不滿足謂詞指定的條件。 scanleft跟scanright：分別按從左到右或從右到左的順序對元素呼叫函式，並累加結果。 zip：將流與可迭代物件合併，生成的流包含 tuple2 物件。 tuple2 物件的兩個元素分別來自流物件和可迭代物件。 在清單 10 中，第乙個groupby該操作將流分為奇陣列和偶數組; 第二個partition該操作將流分為兩組：大於 2 且不大於 2; 第三scanleft包含字串的流根據字串的長度進行累積; 最後乙個zip該操作合併兩個流，結果是與長度最小的輸入流具有相同元素數的流。

清單 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);輸出 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);輸出 （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);輸出 list（0， 5， 10， 11）list> tuple2list = 流ofall(1, 2, 3) .zip(list.of("a", "b")) tolist();system.out.println(tuple2list);輸出列表（（1， a）， 2， b）））。

清單 11v**r 中資料結構的用法。

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

清單 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);輸出良好

清單 13使用模式匹配產生***

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"輸出< 0