借助Java 8实现柯里化借助Java 8实现柯里化柯里化的好处总结

在计算机科学中,柯里化(英语:Currying),又译为卡瑞化加里化,是把接受多个参数的函数变换成接受一个单一参数(最初函数的第一个参数)的函数,并且返回接受余下的参数而且返回结果的新函数的技术。这个技术由克里斯托弗·斯特雷奇以逻辑学家哈斯凯尔·加里命名的,尽管它是Moses Schönfinkel和戈特洛布·弗雷格发明的。

在函数式编程中,函数的概念跟数学中函数的概念是一样的,类似于“映射”。高阶函数和柯里化是函数式编程的特性。

对于柯里化而言,首先我们来举个栗子,先定义这样一个函数

f(x,y,z) = (x+y)*z

当x是一个常量时,比如x=4,可以用一个新的函数来代替

f(4,y,z)=g(y,z)=(4+y)*z

新的函数g(y,z)是由f(x,y,z)转换而来的,它的参数是y、z是原先函数的后两个参数。

我们再一次对y赋值,比如y=5,函数再次变成

f(4,5,z)=g(4,5)=(4+5)*z

我们可以理解为将原来的函数变量拆分开来调用:

f(x,y,z) -> f(x)(y)(z)

借助Java 8实现柯里化

孔乙己中茴香豆的“茴”字有四种写法,我也给出多种方式来实现柯里化

  • 第一种方式,嵌套多层Function
Function<Integer, Function<Integer, Function<Integer, Integer>>> currying =  x -> y -> z -> (x+y)*z;

System.out.println(currying.apply(4).apply(5).apply(6)); //54
  • 第二种方式
IntFunction<IntFunction<IntUnaryOperator>> f = x -> y -> z -> (x + y) * z;
        
System.out.println(f.apply(4).apply(5).applyAsInt(6)); //54
  • 第三种方式,需要先定义一个TriFunction函数接口:
@FunctionalInterface
public interface TriFunction<U, T, S, R> {

    /**
     * Applies this function to the given arguments.
     * @param <U>
     * @param <T>
     * @param <S>
     * @return the function result
     */
     R apply(T t, U u, S s);
}

然后借助TriFunction来实现柯里化

TriFunction<Integer,Integer,Integer, Integer> triFunction = (x,y,z) -> (x+y)*z;

System.out.println(triFunction.apply(4,5,6)); //54

为啥要定义一个TriFunction呢?其实Java 8的function库中包含了BiFunction的函数接口,但它只能传两个参数。然后Java的设计者们打住了,不再定义三个及以上参数的函数接口。我们可以想象要是真的定义n(n>=3)个参数的函数接口,那么这个函数需要传递n+1个参数,其中包含一个返回的参数类型。在Rxjava1中确实存在可以定义到9个参数的Func9,真要这样写起代码来还是很痛苦的,得好好思考一下是不是设计的问题了。

  • 第四种方式,借助匿名内部类,每次调用都返回一个新的函数
        Function<Integer, Function<Integer, Function<Integer, Integer>>> currying = new Function<Integer, Function<Integer, Function<Integer, Integer>>>() {
            @Override
            public Function<Integer, Function<Integer, Integer>> apply(Integer x) {
                return new Function<Integer, Function<Integer, Integer>>() {
                    @Override
                    public Function<Integer, Integer> apply(Integer y) {
                        return new Function<Integer, Integer>() {
                            @Override
                            public Integer apply(Integer z) {
                                return (x + y) * z;
                            }
                        };
                    }
                };
            }
        };
        
        System.out.println(currying.apply(4).apply(5).apply(6));//54

柯里化的好处

随着函数在Java 8中变成一等公民,自然而然会产生柯里化。柯里化的链式调用的确用起来很爽。柯里化也可以延迟加载一个函数。

除此以外,柯里化在很多时候简化了函数式编程的复杂性,使编程更加优雅。当然,在团队中使用的话,也需要充分考虑到团队中其他成员是否接受。

总结

Java 8虽然是OO+FP的结合,能够支持lambda表达式、高阶函数、闭包等,但是并没有提供函数柯里化与偏函数(函数部分调用)的语法糖,当然想要使用的话肯定是可以模拟出来。想要尝试更好的FP可以玩玩Scala,Scala在这些方面确实比Java更好。

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