函数式编程让你忘记设计模式

时间  2019-12-07
标签 函数 编程 让你 忘记 设计 模式 繁體版
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本文是一篇《Java 8实战》的阅读笔记，阅读大约须要5分钟。java

有点标题党，可是这确实是我最近使用Lambda表达式的感觉。设计模式是过去的一些好的经验和套路的总结，可是好的语言特性可让开发者不去考虑这些设计模式。面向对象常见的设计模式有策略模式、模板方法、观察者模式、责任链模式以及工厂模式，使用Lambda表达式（函数式编程思惟）有助于避免面向对象开发中的那些固定代码。下面咱们挑选了策略模式和职责链模式两个案例进行分析。面试

案例1：策略模式

当咱们解决一个问题有不一样的解法的时候，又不但愿客户感知到这些解法的细节，这种状况下适合使用策略模式。策略模式包括三个部分：算法

  • 解决问题的算法（上图中的Strategy）；
  • 一个或多个该类算法的具体实现（上图中的ConcreteStrategyA、ConcreteStrategyB和ConcreteStrategyC）
  • 一个或多个客户使用场景（上图中的ClientContext）

面向对象思路

首先定义策略接口，表示排序策略：编程

public interface ValidationStrategy {
    boolean execute(String s);
}

而后定义具体的实现类（即不一样的排序算法）：后端

public class IsAllLowerCase implements ValidationStrategy {
    @Override
    public boolean execute(String s) {
        return s.matches("[a-z]+");
    }
}

public class IsNumberic implements ValidationStrategy {
    @Override
    public boolean execute(String s) {
        return s.matches("\\d+");
    }
}

最后定义客户使用场景，代码以下图所示。Validator是为客户提供服务时使用的上下文环境，每一个Valiator对象中都封装了具体的Strategy对象，在实际工做中，咱们能够经过更换具体的Strategy对象来进行客户服务的升级，并且不须要让客户进行升级。设计模式

public class Validator {

    private final ValidationStrategy strategy;

    public Validator(ValidationStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    /**
     * 给客户的接口
     */
    public boolean validate(String s) {
        return strategy.execute(s);
    }
}

public class ClientTestDrive {

    public static void main(String[] args) {
        Validator numbericValidator = new Validator(new IsNumberic());
        boolean res1 = numbericValidator.validate("7780");
        System.out.println(res1);

        Validator lowerCaseValidator = new Validator(new IsAllLowerCase());
        boolean res2 = lowerCaseValidator.validate("aaaddd");
        System.out.println(res2);
    }
}

函数式编程思路

若是使用Lambda表达式考虑，你会发现ValidationStrategy就是一个函数接口（还与Predicate 具备一样的函数描述），那么就不须要定义上面那些实现类了，能够直接用下面的代码替换，缘由是Lambda表达式内部已经对这些类进行了必定的封装。 数组

public class ClientTestDrive {

    public static void main(String[] args) {
        Validator numbericValidator = new Validator((String s) -> s.matches("\\d+"));
        boolean res1 = numbericValidator.validate("7789");
        System.out.println(res1);

        Validator lowerCaseValidator = new Validator((String s) -> s.matches("[a-z]+"));
        boolean res2 = lowerCaseValidator.validate("aaaddd");
        System.out.println(res2);
    }
}

案例2：责任链模式

在某些场景下，须要对一个对象作一系列的工做，这些工做分别是由不一样的类完成的，这时候就比较适合使用责任链模式。责任链模式的主要组成部分包括三个：app

  • 管理操做序列的抽象类，在该抽象类里有会有一个对象记录当前对象的后继操做对象；
  • 一些具体的操做对象，这些操做对象会以一个链表的形式组织起来
  • 一个使用该模式的客户端组件，该组件只须要跟一个组件打交道就好，不须要跟不少个操做对象耦合在一块儿。

面向对象思路

首先看下咱们这里定义了一个抽象类ProcessingObject，其中successor字段用于管理该对象的后继操做对象；handle接口做为对外提供服务的接口；handleWork做为实际处理对象的操做方法。ide

public abstract class ProcessingObject<T> {

    protected ProcessingObject<T> successor;
    
    public void setSuccessor(ProcessingObject<T> successor) {
        this.successor = successor;
    }

    public T handler(T input) {
        T r = handleWork(input);
        if (successor != null) {
            return successor.handler(r);
        }
        return r;
    }

    abstract protected T handleWork(T input);
}

接下来能够定义两个具体的操做对象，以下面代码所示。PS：这里《Java 8实战》书中用的是replaceAll方法是不太合适的，这个点能够参考咱们以前的文章——020：举几个String的API以及案例。函数式编程

public class HeaderTextProcessing extends ProcessingObject<String> {
    @Override
    protected String handleWork(String input) {
        return "From Raoul, Mario and Alan: " + input;
    }
}

public class SpellCheckerProcessing extends ProcessingObject<String> {
    @Override
    protected String handleWork(String input) {
        return input.replace("labda", "lambda");
    }
}

最后，你就能够在Client中将这上面两个具体的操做类对象构成一个操做序列，参见下面的代码：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ProcessingObject<String> p1 = new HeaderTextProcessing();
        ProcessingObject<String> p2 = new SpellCheckerProcessing();

        p1.setSuccessor(p2);

        String result = p1.handler("Aren't labdas really sexy?!!");
        System.out.println(result);
    }
}

函数式编程思路

若是使用函数式编程思惟，那么职责链模式就直接了——y=f(x)和z=g(x)这两个方法都是要对x作处理，那么若是将这两个函数组合在一块儿，就会造成r=f(g(x))的状况，也就是可使用Lambda表达式中的addThen来串联起多个处理过程。

public class ClientWithLambda {
    public static void main(String[] args) {
        UnaryOperator<String> headerProcessing = (String text) -> "From Raoul, Mario and Alan: " + text;

        UnaryOperator<String> spellCheckProcessing = (String text) -> text.replace("labda", "lambda");

        Function<String, String> function = headerProcessing.andThen(spellCheckProcessing);

        String result = function.apply("Aren't labdas really sexy?!!");
        System.out.println(result);

        UnaryOperator<String> hhhhhProcessing = (String text) -> text.concat("hhhh");
        Function<String, String> function1 = function.andThen(hhhhhProcessing);
        String result1 = function1.apply("Aren't labdas really sexy?!!");
        System.out.println(result1);
    }
}

上面是利用Java原生的Lambda表达式实现的职责链模式，咱们也可使用前面一篇文章——vavr：让你像写Scala同样写Java中介绍过的vavr库来实现，代码以下所示：

public class ClientWithVavr {
    public static void main(String[] args) {
        Function1<String, String> headerProcessing = (String text) -> "From Raoul, Mario and Alan: " + text;
        Function1<String, String> specllCheckProcessing = (String text) -> text.replace("labda", "lambda");

        Function1<String, String> function = headerProcessing.compose(specllCheckProcessing);
        String result = function.apply("Aren't labdas really sexy?!!");
        System.out.println(result);
    }
}

总结

能够看出，函数式编程思惟跟面向对象编程思惟的思考方式是不一样的，表达力更强，所以，做为开发者是时候认真学习下函数式编程思惟了，做为Java开发者，我准备先从Lambda表达式开始学起，而后尝试学习下Scala或Kotlin两门语言中的函数式编程特性。

参考资料

  1. 《Java编程实战》
  2. 《设计模式之禅》

本号专一于后端技术、JVM问题排查和优化、Java面试题、我的成长和自我管理等主题，为读者提供一线开发者的工做和成长经验，期待你能在这里有所收获。javaadu

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