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摘要：本文主要介紹了中的閉包與局部套用功能，由國(guó)內(nèi)管理平臺(tái)編譯呈現(xiàn)。譬如，認(rèn)為給帶來了閉包特性就是其中之一。但是首先，我們將考慮如何利用閉包進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。很顯然，閉包打破了這一準(zhǔn)則。這就是局部調(diào)用，它總是比閉包更為穩(wěn)妥。
【編者按】本文作者為專注于自然語(yǔ)言處理多年的 Pierre-Yves Saumont，Pierre-Yves 著有30多本主講 Java 軟件開發(fā)的書籍，自2008開始供職于 Alcatel-Lucent 公司，擔(dān)任軟件研發(fā)工程師。
本文主要介紹了 Java 8 中的閉包與局部套用功能，由國(guó)內(nèi) ITOM 管理平臺(tái) OneAPM 編譯呈現(xiàn)。
關(guān)于Java 8，存在著許多錯(cuò)誤觀念。譬如，認(rèn)為Java 8給Java帶來了閉包特性就是其中之一。這個(gè)想法是錯(cuò)的，因?yàn)殚]包特性從Java誕生之初就已經(jīng)存在了。然而閉包是有缺陷的。盡管Java 8似乎傾向于函數(shù)式編程，我們?nèi)詰?yīng)盡力避免使用Java閉包。但是，Java 8并沒有在此方面提供過多幫助。
我們知道，參數(shù)求值時(shí)間是使用方法和使用函數(shù)時(shí)的一個(gè)重大區(qū)別。在Java中，我們可以寫一個(gè)帶參數(shù)且有返回值的方法。但是，這可以被稱作函數(shù)嗎？當(dāng)然不能。方法只可以通過調(diào)用進(jìn)行操縱，這表示它的參數(shù)會(huì)在該方法執(zhí)行前取值。這是Java中參數(shù)按值傳遞的結(jié)果。
函數(shù)則與之不同。操作函數(shù)時(shí)我們可以不計(jì)算參數(shù)，且對(duì)參數(shù)何時(shí)取值有絕對(duì)的控制權(quán)。而且，如果一個(gè)函數(shù)有多個(gè)參數(shù)，它們可以不同時(shí)取值。這一點(diǎn)通過局部套用就可以做到。但是首先，我們將考慮如何利用閉包進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
閉包舉例對(duì)函數(shù)而言，閉包能夠在封裝的上下文中獲取內(nèi)容。在函數(shù)式編程中，一個(gè)函數(shù)的結(jié)果應(yīng)當(dāng)僅由其參數(shù)決定。很顯然，閉包打破了這一準(zhǔn)則。
請(qǐng)看Java 5/6/7中的示例：
private Integer b = 2;
List list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
System.out.println(calculate(list.stream(), 3).collect(toList()));
private Stream calculate(Stream stream, Integer a) {
return stream.map(new Function() {
@Override
public Integer apply(Integer t) {
return t * a + b;
}
});
}
public interface Function {
U apply(T t);
}
以上代碼將產(chǎn)生如下結(jié)果：
[5, 8, 11, 14, 17]
所得結(jié)果是函數(shù) f(x) = x 3 + 2 對(duì)于列 [1, 2, 3, 4, 5]的映射。到這一步都沒什么問題。但是3和2可以用其他值替換嗎？換句話說，它難道不是函數(shù)f(x, a, b) = x a + b 對(duì)于該列的映射嗎？
是，也不是。不是的原因在于a和b都被隱性定義了final關(guān)鍵詞，因此它們?cè)诤瘮?shù)取值時(shí)作為常數(shù)參與計(jì)算。但是當(dāng)然，它們的值也會(huì)有變動(dòng)。它們的final屬性（在Java 8中隱性定義，在之前版本中則顯性定義）只是編譯器優(yōu)化編譯過程的一種方式。編譯器并不在乎任何潛在的變動(dòng)值。它只在乎引用有沒有發(fā)生變動(dòng)，也就是說，它想要確保Integer整數(shù)對(duì)象a和b的引用不發(fā)生變化，但并不在意它們的取值。這個(gè)特性在以下代碼中可以看出：
private Integer b = 2;
private Integer getB() {
return this.b;
}
List list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
System.out.println(calculator.calculate(list.stream(), new Int(3)).collect(toList()));
private Streamcalculate00(Streamstream, final Int a) {
return stream.map(new Function() {
@Override
public Integer apply(Integer t) {
return t * a.value + getB();
}
});
}
private class Int {
public int value;
public Int(int value) {
this.value = value;
}
}
在這里，我們使用了可變對(duì)象a（屬于Int類，而不是不可變的Integer類），以及一個(gè)方法來獲取b?，F(xiàn)在，我們來模擬一個(gè)有三個(gè)變量的函數(shù)，但是仍舊使用僅有一個(gè)變量的函數(shù)，同時(shí)使用閉包來代替其他兩個(gè)變量。很顯然，這是非函數(shù)性的，因?yàn)樗蚱屏藘H依賴于函數(shù)參數(shù)的準(zhǔn)則。
結(jié)果之一是，盡管有需要，我們也不能在別的地方重用這個(gè)函數(shù)，因?yàn)樗蕾囉谏舷挛亩粌H僅依賴于參數(shù)。我們要復(fù)制這些代碼才能實(shí)現(xiàn)重用。另一個(gè)結(jié)果是，由于它需要上下文才能運(yùn)行,我們也不能多帶帶進(jìn)行函數(shù)測(cè)試。
那么，我們應(yīng)該使用帶有三個(gè)參數(shù)的函數(shù)嗎？我們可能會(huì)認(rèn)為，這不可能實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榫唧w的實(shí)現(xiàn)過程與三個(gè)參數(shù)何時(shí)取值相關(guān)。它們都在不同的地方取值。如果我們剛才使用的是帶有三個(gè)參數(shù)的函數(shù)，它們就必須同時(shí)取值。而映射方法只會(huì)映射帶一個(gè)參數(shù)的函數(shù)到流，不可能映射帶有三個(gè)參數(shù)的函數(shù)。因此，其余兩個(gè)參數(shù)在函數(shù)綁定時(shí)（也即傳遞給映射時(shí)）必須已經(jīng)取值。解決方法是先對(duì)其余兩個(gè)參數(shù)取值。
我們也可以用閉包來實(shí)現(xiàn)這一功能，但是所得代碼是不可測(cè)試的，且可能存在重疊。
使用Java 8 的句法（lambdas）也無(wú)法改變這一狀況：
private Integer b = 2;
private Stream calculate(Stream stream, Integer a) {
return stream.map(t -> t * a + b);
}
我們需要的是一種在不同時(shí)間獲取三個(gè)參數(shù)的方法——Currying（局部套用，也稱柯里化函數(shù)，盡管它其實(shí)是Moses Sh?nfinkel發(fā)明的）。
使用局部閉包局部閉包就是逐一對(duì)函數(shù)參數(shù)取值，每一步都生成少一個(gè)參數(shù)的新函數(shù)。舉例來看，如果我們有如下函數(shù)：
f(x, y, z) = x * y + z
我們可以同時(shí)取參數(shù)值為2,4,5，得到以下方程：
f(3, 4, 5) = 3 * 4 + 5 = 17
我們也可以只取一個(gè)參數(shù)為3，得到以下方程：
f(3, y, z) = g(y, z) = 3 * y + z
現(xiàn)在，我們得到了只有兩個(gè)參數(shù)的新函數(shù)g。再對(duì)該函數(shù)進(jìn)行局部套用，將4賦值給y：
g(4, z) = h(z) = 3 * 4 + z
給參數(shù)賦值的順序?qū)τ?jì)算結(jié)果并無(wú)影響。此處，我們并不是在局部相加，（如果是局部相加，我們還得考慮運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)。）而是在進(jìn)行對(duì)函數(shù)的局部應(yīng)用。
那么，我們?nèi)绾卧贘ava中實(shí)現(xiàn)這種方法呢？以下是在Java5/6/7中的應(yīng)用：
