函数式编程让你忘记设计模式

本文是一篇《Java 8实战》的阅读笔记，阅读大约需要5分钟。

有点标题党，但是这确实是我最近使用Lambda表达式的感受。设计模式是过去的一些好的经验和套路的总结，但是好的语言特性可以让开发者不去考虑这些设计模式。面向对象常见的设计模式有策略模式、模板方法、观察者模式、责任链模式以及工厂模式，使用Lambda表达式（函数式编程思维）有助于避免面向对象开发中的那些固定代码。下面我们挑选了策略模式和职责链模式两个案例进行分析。

案例1：策略模式

当我们解决一个问题有不同的解法的时候，又不希望客户感知到这些解法的细节，这种情况下适合使用策略模式。策略模式包括三个部分：

解决问题的算法（上图中的Strategy）；
一个或多个该类算法的具体实现（上图中的ConcreteStrategyA、ConcreteStrategyB和ConcreteStrategyC）
一个或多个客户使用场景（上图中的ClientContext）

面向对象思路

首先定义策略接口，表示排序策略：

public interface ValidationStrategy {boolean execute(String s);
}

然后定义具体的实现类（即不同的排序算法）：

public class IsAllLowerCase implements ValidationStrategy {@Overridepublic boolean execute(String s) {return s.matches("[a-z]+");}
}public class IsNumberic implements ValidationStrategy {@Overridepublic boolean execute(String s) {return s.matches("\\d+");}
}

最后定义客户使用场景，代码如下图所示。Validator是为客户提供服务时使用的上下文环境，每个Valiator对象中都封装了具体的Strategy对象，在实际工作中，我们可以通过更换具体的Strategy对象来进行客户服务的升级，而且不需要让客户进行升级。

public class Validator {private final ValidationStrategy strategy;public Validator(ValidationStrategy strategy) {this.strategy = strategy;}/*** 给客户的接口*/public boolean validate(String s) {return strategy.execute(s);}
}public class ClientTestDrive {public static void main(String[] args) {Validator numbericValidator = new Validator(new IsNumberic());boolean res1 = numbericValidator.validate("7780");System.out.println(res1);Validator lowerCaseValidator = new Validator(new IsAllLowerCase());boolean res2 = lowerCaseValidator.validate("aaaddd");System.out.println(res2);}
}

函数式编程思路

如果使用Lambda表达式考虑，你会发现ValidationStrategy就是一个函数接口（还与Predicate具有同样的函数描述），那么就不需要定义上面那些实现类了，可以直接用下面的代码替换，原因是Lambda表达式内部已经对这些类进行了一定的封装。

public class ClientTestDrive {public static void main(String[] args) {Validator numbericValidator = new Validator((String s) -> s.matches("\\d+"));boolean res1 = numbericValidator.validate("7789");System.out.println(res1);Validator lowerCaseValidator = new Validator((String s) -> s.matches("[a-z]+"));boolean res2 = lowerCaseValidator.validate("aaaddd");System.out.println(res2);}
}

案例2：责任链模式

在某些场景下，需要对一个对象做一系列的工作，这些工作分别是由不同的类完成的，这时候就比较适合使用责任链模式。责任链模式的主要组成部分包括三个：

管理操作序列的抽象类，在该抽象类里有会有一个对象记录当前对象的后继操作对象；
一些具体的操作对象，这些操作对象会以一个链表的形式组织起来
一个使用该模式的客户端组件，该组件只需要跟一个组件打交道就好，不需要跟很多个操作对象耦合在一起。

面向对象思路

首先看下我们这里定义了一个抽象类ProcessingObject，其中successor字段用于管理该对象的后继操作对象；handle接口作为对外提供服务的接口；handleWork作为实际处理对象的操作方法。

public abstract class ProcessingObject<T> {protected ProcessingObject<T> successor;public void setSuccessor(ProcessingObject<T> successor) {this.successor = successor;}public T handler(T input) {T r = handleWork(input);if (successor != null) {return successor.handler(r);}return r;}abstract protected T handleWork(T input);
}

接下来可以定义两个具体的操作对象，如下面代码所示。PS：这里《Java 8实战》书中用的是replaceAll方法是不太合适的，这个点可以参考我们之前的文章——020：举几个String的API以及案例。

public class HeaderTextProcessing extends ProcessingObject<String> {@Overrideprotected String handleWork(String input) {return "From Raoul, Mario and Alan: " + input;}
}public class SpellCheckerProcessing extends ProcessingObject<String> {@Overrideprotected String handleWork(String input) {return input.replace("labda", "lambda");}
}

最后，你就可以在Client中将这上面两个具体的操作类对象构成一个操作序列，参见下面的代码：

public class Client {public static void main(String[] args) {ProcessingObject<String> p1 = new HeaderTextProcessing();ProcessingObject<String> p2 = new SpellCheckerProcessing();p1.setSuccessor(p2);String result = p1.handler("Aren't labdas really sexy?!!");System.out.println(result);}
}

函数式编程思路

如果使用函数式编程思维，那么职责链模式就直接了——y=f(x)和z=g(x)这两个方法都是要对x做处理，那么如果将这两个函数组合在一起，就会形成r=f(g(x))的情况，也就是可以使用Lambda表达式中的addThen来串联起多个处理过程。

public class ClientWithLambda {public static void main(String[] args) {UnaryOperator<String> headerProcessing = (String text) -> "From Raoul, Mario and Alan: " + text;UnaryOperator<String> spellCheckProcessing = (String text) -> text.replace("labda", "lambda");Function<String, String> function = headerProcessing.andThen(spellCheckProcessing);String result = function.apply("Aren't labdas really sexy?!!");System.out.println(result);UnaryOperator<String> hhhhhProcessing = (String text) -> text.concat("hhhh");Function<String, String> function1 = function.andThen(hhhhhProcessing);String result1 = function1.apply("Aren't labdas really sexy?!!");System.out.println(result1);}
}

上面是利用Java原生的Lambda表达式实现的职责链模式，我们也可以使用前面一篇文章——vavr：让你像写Scala一样写Java中介绍过的vavr库来实现，代码如下所示：

public class ClientWithVavr {public static void main(String[] args) {Function1<String, String> headerProcessing = (String text) -> "From Raoul, Mario and Alan: " + text;Function1<String, String> specllCheckProcessing = (String text) -> text.replace("labda", "lambda");Function1<String, String> function = headerProcessing.compose(specllCheckProcessing);String result = function.apply("Aren't labdas really sexy?!!");System.out.println(result);}
}