java8-謂詞（predicate）

三不猴發表於2019-02-20
Java

傳遞程式碼

我們首先看一個例子，假設你有一個 Apple 類，它有一個getColor方法，還有一個變數inventory儲存著一個Apples的列表。你可能想要選出所有的綠蘋果，並返回一個列表。通常我們用篩選（filter）一詞來表達這個概念。在Java 8之前，你可能會寫這樣一個方法 filterGreenApples ：

public static List<Apple> filterGreenApples(List<Apple> inventory){
List<Apple> result = new ArrayList<>();
for (Apple apple: inventory){
if ("green".equals(apple.getColor())) {
result.add(apple);
        }
    }
return result;
}
複製程式碼

但是接下來，有人可能想要選出重的蘋果，比如超過150克，於是你心情沉重地寫了下面這 個方法，甚至用了複製貼上：

public static List<Apple> filterHeavyApples(List<Apple> inventory){
List<Apple> result = new ArrayList<>();
for (Apple apple: inventory){
if (apple.getWeight() > 150) {
result.add(apple);
        }      
    }
return result;
}
複製程式碼

我們都知道軟體工程中複製貼上的危險——給一個做了更新和修正，卻忘了另一個。嘿，這 兩個方法只有一行不同： if 裡面高亮的那行條件。如果這兩個高亮的方法之間的差異僅僅是接受 的重量範圍不同，那麼你只要把接受的重量上下限作為引數傳遞給 filter 就行了，比如指定 (150, 1000) 來選出重的蘋果（超過150克），或者指定 (0, 80) 來選出輕的蘋果（低於80克）。 但是，我們前面提過了，Java 8會把條件程式碼作為引數傳遞進去，這樣可以避免 filter 方法 出現重複的程式碼。現在你可以寫：

public static boolean isGreenApple(Apple apple) {
    return "green".equals(apple.getColor());
}
public static boolean isHeavyApple(Apple apple) {
    return apple.getWeight() > 150;
}
static List<Apple> filterApples(List<Apple> inventory, Predicate<Apple> p) {
    List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for (Apple apple: inventory){
        if (p.test(apple)) {
            result.add(apple);
        }
    }
    return result;
}
複製程式碼

要用它的話，你可以寫： filterApples(inventory, Apple::isGreenApple); 或者 filterApples(inventory, Apple::isHeavyApple); 什麼是謂詞？

前面的程式碼傳遞了方法 Apple::isGreenApple （它接受引數 Apple 並返回一個 boolean ）給 filterApples ，後者則希望接受一個 Predicate 引數。詞 謂詞（predicate） 在數學上常常用來代表一個類似函式的東西，它接受一個引數值，並返回 true 或 false 。你 在後面會看到，Java 8也會允許你寫 Function<Apple,Boolean> ——在學校學過函式卻沒學 過謂詞的讀者對此可能更熟悉，但用 Predicate 是更標準的方式，效率也會更高一 點兒，這避免了把 boolean 封裝在 Boolean 裡面。

從傳遞方法到 Lambda

把方法作為值來傳遞顯然很有用，但要是為類似於 isHeavyApple 和 isGreenApple 這種可 能只用一兩次的短方法寫一堆定義有點兒煩人。不過Java 8也解決了這個問題，它引入了一套新 記法（匿名函式或Lambda），讓你可以寫 filterApples(inventory, (Apple a) -> "green".equals(a.getColor()) ); 或者 filterApples(inventory, (Apple a) -> a.getWeight() > 150 ); 甚至 filterApples(inventory, (Apple a) -> a.getWeight() < 80 || "brown".equals(a.getColor()) ); 完整的程式碼為：

public class FilteringApples1 {
    public static void main(String[] args) {
        List<FilteringApples1.Apple> inventory = Arrays.asList(new FilteringApples1.Apple(80, "green"),
                new FilteringApples1.Apple(155, "green"),
                new FilteringApples1.Apple(120, "red"));

        List<FilteringApples1.Apple> greenApples2 = filterApples(inventory, (FilteringApples1.Apple a) -> "green".equals(a.getColor()));
        System.out.println(greenApples2);

        // [Apple{color='green', weight=155}]
        List<FilteringApples1.Apple> heavyApples2 = filterApples(inventory, (FilteringApples1.Apple a) -> a.getWeight() > 150);
        System.out.println(heavyApples2);

        // []
        List<FilteringApples1.Apple> weirdApples = filterApples(inventory, (FilteringApples1.Apple a) -> a.getWeight() < 80 ||
                "brown".equals(a.getColor()));
        System.out.println(weirdApples);
    }


    public static List<FilteringApples1.Apple> filterApples(List<FilteringApples1.Apple> inventory, Predicate<FilteringApples1.Apple> p) {
        List<FilteringApples1.Apple> result = new ArrayList<>();
        for (FilteringApples1.Apple apple : inventory) {
            if (p.test(apple)) {
                result.add(apple);
            }
        }
        return result;
    }

    public static class Apple {
        private int weight = 0;
        private String color = "";

        public Apple(int weight, String color) {
            this.weight = weight;
            this.color = color;
        }

        public Integer getWeight() {
            return weight;
        }

        public void setWeight(Integer weight) {
            this.weight = weight;
        }

        public String getColor() {
            return color;
        }

        public void setColor(String color) {
            this.color = color;
        }

        public String toString() {
            return "Apple{" +
                    "color='" + color + '\'' +
                    ", weight=" + weight +
                    '}';
        }
    }

}
複製程式碼

java8中內建filter函式

static <T> Collection<T> filter(Collection<T> c, Predicate<T> p);
複製程式碼

這樣你甚至都不需要寫 filterApples 了，因為比如先前的呼叫

filterApples(inventory, (Apple a) -> a.getWeight() > 150 );
複製程式碼

就可以直接呼叫庫方法 filter ：

filter(inventory, (Apple a) -> a.getWeight() > 150 );
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