Vavr(颠覆你对Java的认知)

Vavr(颠覆你对Java的认知)

什么是Vavr

Vavr core是一个Java函数库。它有助于减少代码量并提高健壮性。函数式编程的第一步是开始思考不可变的值。Vavr 提供不可变的集合以及必要的函数和控制结构来操作这些值。

引入依赖

maven

gradle

gradle 7+

1、Tuples(元组)

1.1 什么是元组

Java缺少元组的一般概念。元组将固定数量的元素组合在一起，以便它们可以作为一个整体传递。与数组或列表不同，元组可以保存不同类型的对象，但它们也是不可变的。 元组的类型为 Tuple1、Tuple2、Tuple3 等。目前有 8 个元素的上限。要访问元组的元素，可以使用方法访问第一个元素，访问第二个元素，依此类推。tt._1t._2

1.2 创建元组

通过Tuple.of()静态工厂方法创建元组，元组的类型为Tuple2，元组的元素类型为Integer和String，元组的元素个数为2，元组的元素下标从1开始。

1.3 逐个映射元组组件

通过map()方法逐个映射元组组件，map()方法的参数为一个函数，函数的参数为元组的元素，函数的返回值为一个新的元组。

1.4 使用一个映射函数映射元组组件

通过map()方法使用一个映射函数映射元组组件，map()方法的参数为一个函数，函数的参数为元组的元素，函数的返回值为一个新的元组。

1.5 变换元组

通过apply()方法变换元组，apply()方法的参数为一个函数，函数的参数为元组的元素，函数的返回值为一个新的元组。

2、Function(函数)

2.1 什么是函数

函数式编程是关于使用函数进行值和值转换的。Java 8 只提供了一个接受一个参数和一个接受两个参数的参数。Vavr 提供的功能最多为 8 个参数。功能接口被调用等。

2.2 创建函数

2.2.1 匿名类创建

通过匿名类创建函数，匿名类的参数为函数的参数，匿名类的返回值为函数的返回值。

2.2.2 lambda表达式创建

2.2.3 静态工厂创建

2.3 Composition(组合操作)

2.3.1 andThen

通过andThen()方法组合函数，andThen()方法的参数为一个函数，函数的参数为当前函数的返回值，函数的返回值为一个新的函数。

2.3.2 compose

通过compose()方法组合函数，compose()方法的参数为一个函数，函数的参数为当前函数的参数，函数的返回值为一个新的函数。

andThen()和compose()的区别在于参数的顺序不同，andThen()方法的参数为一个函数，函数的参数为当前函数的返回值，compose()方法的参数为一个函数，函数的参数为当前函数的参数。 上边说的解释可能太官方了，大概理解为andThen()方法是先执行当前函数，再执行参数函数，compose()方法是先执行参数函数，再执行当前函数。

2.4 Lifting(提升操作)

您可以将部分函数提升为返回结果的总函数。术语偏函数来自数学。从 X 到 Y 的部分函数是函数 f：X′ → Y，对于 X 的某个子集 X′。它推广了函数 f：X → Y 的概念，不强制 f 将 X 的每个元素映射到 Y 的元素。这意味着部分函数仅对某些输入值正常工作。如果使用不允许的输入值调用函数，它通常会引发异常。

2.4.1 lift

通过lift()方法提升函数，lift()方法的参数为一个函数，函数的参数为当前函数的参数，函数的返回值为一个新的函数，新的函数的返回值为一个Option。

2.5 Partial application(部分应用)

部分应用程序允许您通过修复某些值从现有函数派生新函数。您可以修复一个或多个参数，固定参数的数量定义了新函数的 arity，例如 .参数从左到右绑定

2.5.1 apply

通过apply()方法部分应用函数，可以先传一个参数再传一个在传一个从左到右一次绑定

2.5.2 curried

区别

1. 语法: 偏函数通常通过 .apply() 来指定一些参数，而柯里化则使用 .curried().apply()。
2. 返回类型: 偏函数直接返回一个新的函数，这个新的函数期待剩余的参数。柯里化返回一个新的单参数函数，这个函数会返回另一个单参数函数，依此类推。
3. 灵活性: 偏函数更灵活，因为你可以一次性指定多个参数。柯里化则严格地每次只能应用一个参数。
4. 用途: 偏函数通常用于指定一些固定的参数来创建新的函数。柯里化则更多地用于函数组合和链式调用。

2.6 Memoization(记忆化)

记忆是缓存的一种形式。记忆函数仅执行一次，然后从缓存返回结果。 下面的示例在第一次调用时计算一个随机数，并在第二次调用时返回缓存的数字。

2.6.1 memoized

肯定大多数人不太理解这个memoized和普通变量声明有什么区别，其实这个memoized是一个函数，这个函数的返回值是一个随机数，但是这个函数只会执行一次，第二次调用的时候会直接返回第一次调用的结果，这就是memoized的作用。 普通变量声明

memoized与普通变量的区别与使用场景

配置设置: 当你有一个固定的值（如配置信息）需要在整个应用程序中使用时。

配置设置: 当你有一个固定的值（如配置信息）需要在整个应用程序中使用时。

单次计算: 当你只需要进行一次计算并存储结果时。

状态存储: 当你需要在应用程序的生命周期内维护某种状态时。

临时变量: 在循环或条件语句中作为临时存储。

使用 Function0 和 .memoized()

缓存计算密集型操作: 如果你有一个计算密集型的操作，多次调用它是不高效的，你可以使用 .memoized() 来缓存结果。

懒加载: 如果你有一个操作可能不会被立即需要，或者可能根本就不需要，使用 Function0 会更高效。

函数组合: 当你需要将多个函数组合在一起进行复杂的操作时，使用 Function0 可以更容易地实现函数组合。

高阶函数: 当你需要将函数作为参数传递或从另一个函数返回函数时。

测试与模拟: 使用 Function0 可以更容易地在单元测试中模拟依赖。

3、Value(值)

3.1 Option(选项)

用法可以参考Stream-Query的Opp

3.2 Try(尝试)

用法可以参考Stream-Query的Opp中的ofTry

3.3 Lazy(懒加载)

惰性是表示惰性求值的 monadic 容器类型。与Supplier相比，Lazy 是记忆的，即它只评估一次，因此在引用上是透明的。

通过Lazy.of()方法创建Lazy，Lazy.of()方法的参数为一个函数，函数的返回值为Lazy的值，Lazy的值只会计算一次，之后再调用get()方法都会返回第一次计算的值。

3.4 Either(左或右)

Either 表示一个值是左值还是右值。通常，左值用于错误，右值用于成功。默认情况下，Either 是一个不可变的类型，但是您可以使用 Either.left() 和 Either.right() 创建可变的 Either。

这个方法还是挺有意思的，大多数情况下成功设定为返回右边的值，失败返回左边的值，这样就可以通过isRight()方法判断是否成功，通过get()方法获取值，通过getLeft()方法获取错误信息。 还可以对返回成功的值进行一些列的操作也可以使用toEither()自定义失败的返回值

3.5 Validation(验证)

验证控件是一个应用函子，有助于累积错误。当尝试组合Monads时，组合过程将在第一次遇到错误时短路。但是“验证”将继续处理组合函数，累积所有错误。这在验证多个字段（例如 Web 表单）时特别有用，并且您希望知道遇到的所有错误，而不是一次一个错误。

3.5.1 combine

3.5.1.1 接下来我们验证一下，首先创建一个实体类Person

3.5.1.2 然后编写一个用于验证的方法

3.2.1.3 最后编写一个测试方法

4、Collection(集合)

为了设计一个全新的Java集合库，它满足了函数式编程的要求，即不变性，已经投入了很多精力。

Java的Stream将计算提升到不同的层，并在另一个显式步骤中链接到特定的集合。有了Vavr，我们不需要所有这些额外的样板。

4.1 List(列表)

Vavr 是一个不可变的链表。突变会创建新的实例。大多数操作都是线性时间执行的。后续操作将逐个执行。

4.1.1 创建列表

4.1.1.1 Java8的使用

4.1.1.2 Vavr的使用

4.2 Stream(流)

因为Vavr引入了元组的说明那么与JDK8的Stream相比，Vavr新增了好多便捷的方法以及新特性这里举一个例子

将一个list转换为Map

5、Property Checking(属性检查)

这个特性需要引入

通过Arbitrary.integer()方法创建一个随机数，然后通过Property.def()方法创建一个属性，然后通过forAll()方法传入随机数，然后通过suchThat()方法传入一个函数，函数的返回值为boolean，最后通过check()方法检查属性是否满足，最后通过assertIsSatisfied()方法断言属性是否满足。

6、Pattern Matching(模式匹配)

模式匹配是一种功能，它允许您根据值的类型和结构执行不同的操作。模式匹配是函数式编程的一个重要特性，因为它允许您编写更简洁，更可读的代码。

6.1 基础匹配

单值匹配，通过Match()，如果值为null可以通过()匹配，如果值不为null可以通过(value)匹配

6.2 多条件匹配

6.3 断言匹配

断言也就是使用lambda表达式Predicate进行匹配

Vavr内部还提供了一些常用的断言，比如is(),isIn(),isNotNull(),isNull(),isOneOf(),isZero()等等 比如