Java 函数式编程

函数式编程不是“把代码改成 Lambda”这么简单。它更重要的思想是:把计算描述为可组合的函数,尽量减少共享可变状态,让数据从输入经过一系列转换得到输出。 Java 不是纯函数式语言,但从 Java 8 开始,可以借助 Lambda、函数式接口、方法引用、Stream 与 Optional 写出更声明式的代码。

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List<String> names = users.stream()
        .filter(User::active)
        .map(User::name)
        .map(String::trim)
        .filter(name -> !name.isEmpty())
        .distinct()
        .sorted()
        .toList();

这段代码描述的是“筛选 → 映射 → 清洗 → 去重 → 排序 → 收集”,而不是手动维护循环变量和临时集合。

学习路线

核心概念速查

概念	关键问题	Java 中的载体
纯函数	相同输入是否总得到相同输出,且不修改外部状态	无副作用的方法、不可变对象
一等函数	函数能否像数据一样传入或返回	Lambda、方法引用、函数式接口
高阶函数	是否接收函数或返回函数	`map`、`filter`、`reduce`、`compose`
闭包	函数能否捕获定义环境中的变量	Lambda 捕获 effectively final 变量
惰性计算	是否等到真正需要结果才执行	Stream 中间操作
归约	如何把多个元素合成为一个结果	`reduce`、`collect`

一条完整的数据管道

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record Order(String user, int amount, boolean paid) {}

Map<String, Integer> paidAmountByUser = orders.stream()
        .filter(Order::paid)
        .collect(Collectors.groupingBy(
                Order::user,
                Collectors.summingInt(Order::amount)
        ));

阅读顺序是:数据源 orders → 保留已支付订单 → 按用户分组 → 对金额求和 → 得到结果。中间操作负责描述转换,终止操作 collect 才真正触发执行。

使用边界

需要清晰的数据转换管道时,优先使用 Stream。
简单循环、包含大量 break/continue、复杂异常处理或强顺序副作用时,普通循环可能更直观。
不要为了“函数式”而把一段逻辑压成一行;可读性比链式调用长度更重要。
Stream 默认只能消费一次;不要在 forEach 中修改流外的共享集合。
parallelStream() 不是免费加速,必须先确认数据量、任务性质、线程安全和顺序要求。

自测清单

能区分 Function、Predicate、Consumer、Supplier。
能解释闭包为什么只能捕获 final 或 effectively final 的局部变量。
能判断 map 与 flatMap、reduce 与 collect 的使用场景。
能解释 orElse 与 orElseGet 的求值差异。
能写出分组、分区、去重、排序、查找和归约管道。
能指出副作用、重复消费 Stream、错误使用并行流等常见问题。

README · 函数式编程