JavaScript

Функциональное программирование в Java: определение, паттерны и применение

Lorem ipsum dolor

Функциональное программирование в Java — это подход в программировании особого вида, когда акцент программного кода сводится к использованию функций, а не инструкций. При таком подходе каждая отдельная функция используется как объект. А это значит, что функцию можно:

  • присвоить переменным;

  • передать в виде аргумента другой функции;

  • возвратить в качестве результата от другой функции;

  • и др.

«Но в Java нет функций», — скажете вы и окажетесь правы. Действительно, в Java присутствуют только классы, объекты классов и методы. Однако также присутствуют анонимные классы, то есть классы, у которых не обозначено имя. Их можно объявить в любом методе и интерфейсе. Если их интерфейс с анонимным классом объявить в каком-либо методе, тогда с подобным интерфейсом можно делать то же самое, что и с обычной функцией в функциональных языках. Благодаря такому свойству анонимных интерфейсов в Java возможно реализовать функциональное программирование.

Функциональное программирование в Java

Как функциональное программирования в Java выглядит на деле. Для начала давайте создадим вот такой интерфейс:

public finish interface MyFunction

{

R apply(P form);

}

Потом возьмем и объявим анонимную реализацию выше описанного интерфейса. Например так:

public static void main() {

// Объявим "анонимную функцию", присвоив ее значение переменной intAndString.

MyFunction intAndString = new MyFunction() {

@Override public MyString apply(Integer from) {

return from.AndString();

}

};

 

intAndString.apply(8000); // Происходит вызов нашей «анонимной функции», где в ответ получим строку "8000".

}

 

Чуть выше мы показали, как реализовывается «анонимная функция». Если рассматривать ее с позиции функционального программирования, тогда она ничем не отличается от обычной функции функциональных языков программирования. То есть с ней можно делать все, что обычно делают программисты с функциями. Таким образом Java «превращается» из объектно-ориентированного языка в функциональный язык программирования.

Функциональное программирование в Java: принципы

Хочется еще раз закрепить,что Java не является функциональным языком программирования, а обладает функциональными возможностями. По теме функционального программирования все языки делятся на 3 большие группы:

  • языки, которые специально спроектированы для реализации функциональной парадигмы, например: Haskell, Erlang, F# и др.;

  • языки, которые поддерживают возможности объектно-ориентированного и функционального программирования, например: Java, JavaScript, Python, PHP, C++ и др.;

  • языки, которые не поддерживают реализацию функционального программирования.

Функциональное программирование в Java реализуется по следующим принципам:

  1. Переменные и функции. Это важнейшие составляющие функциональной парадигмы. С переменными в Java все в порядке, а вот с функциями нужно повозиться и реализовывать их через «анонимные» интерфейсы и методы.

  2. Чистые функции. Такие функции не создают проблемных эффектов и при идентичном входящем значении всегда выдают одинаковый вывод. Благодаря «чистым» функциям снижается риск возникновения ошибок в программе.

  3. Неизменяемые данные и состояния. После их определения данные или состоянияне могут видоизменяться. Благодаря этому свойству сохраняется постоянство рабочей среды для выводящих значений функции. При соблюдении этого принципа каждая функция воспроизводит один и тот же результат и не имеет зависимости от состояния программного обеспечения. Также такой принцип исключает применение функций с общим состоянием. Это когда в одно состояние программы упирается несколько функций.

  4. Рекурсия. Это способ осуществлять перебор информации в функциональном программировании без использования цикла «if...else».

  5. Первоклассность функций. Этот принцип позволяет применять функцию как обычное значение. Например, можно заполнить функциями массив или сохранить их в переменной.

  6. Высший порядок функции. Этот принцип позволяет одной функции использовать другую функцию в качестве своего аргумента или возвращать ее в качестве исходящего значения.

  7. Композиция функций. Этот принцип подразумевает построение структуры из функций, где результат выполнения одной функции будет передаваться в другую функцию, и так дальше по цепочке. Таким образом, при помощи вызова одной функции можно спровоцировать исполнение целой цепочки функций.

Преимущество функционального программирования в Java

Java поддерживает объектно-ориентированное и функциональное программирование. Поэтому можно рассмотреть, какими преимуществами функциональное программирование Java имеет перед его ОО-подходом. Например:

  • более легкая отладка за счет использования «чистых» функций и неизменных данных;

  • отложенное вычисление происходит за счет того, что функциональная программа вычисляется только при надобности;

  • модульность достигается за счет того, что «чистые» функции можно использовать в разных областях одного кода;

  • улучшенная читабельность достигается за счет того, что поведение каждой отдельной функции предсказуемо и неизменно;

  • облегченное параллельное программирование;

  • и др.

Заключение

Функциональное программирование в Java не является основной парадигмой, однако тоже довольно просто реализуется. Обычно функциональное программирование имеет смысл применять тогда, когда программные решения легко выражаются при помощи функций и не имеют тесной связи с реальным миром. ООП чаще всего реализуется, когда программа моделируется с использованием объектов из реальной жизни. Подробнее на разнице между ФП и ООП мы остановимся в следующих статьях.

Схожие статьи

Метод Map в JavaScript. Описание для новичков и сфера применения
JavaScript

Метод Map в JavaScript. Описание для новичков и сфера применения

JSX. Что это за расширение, где и для чего оно используется
JavaScript

JSX. Что это за расширение, где и для чего оно используется

Учебный курс по React, часть 6: о некоторых особенностях курса, JSX и JavaScript
JavaScript

Учебный курс по React, часть 6: о некоторых особенностях курса, JSX и JavaScript

Вопросы и ответы по Java: подготовка к собеседованию
JavaScript

Вопросы и ответы по Java: подготовка к собеседованию