Java for Beginner
675 subscribers
548 photos
155 videos
12 files
839 links
Канал от новичков для новичков!
Изучайте Java вместе с нами!
Здесь мы обмениваемся опытом и постоянно изучаем что-то новое!

Наш YouTube канал - https://www.youtube.com/@Java_Beginner-Dev

Наш канал на RUTube - https://rutube.ru/channel/37896292/
Download Telegram
Продолжаем серию постов для углубления недостаточно рассмотренных и актуальных тем.

Функциональное программирование

Функциональное программирование (ФП) — это парадигма программирования, в которой основным инструментом являются функции. В отличие от императивного программирования, где акцент делается на изменении состояния программы, ФП фокусируется на вычислениях через применение функций.

Ключевые идеи ФП:
Неизменяемость данных: Данные не изменяются после создания.
Чистые функции: Функции, которые не имеют побочных эффектов и возвращают одинаковый результат для одних и тех же входных данных.
Функции высшего порядка: Функции, которые могут принимать другие функции в качестве аргументов или возвращать их.


Основные принципы функционального программирования

Неизменяемость (Immutability):
В ФП данные не изменяются после создания. Вместо этого создаются новые данные на основе существующих.

Преимущества:
Упрощение отладки и тестирования.
Потокобезопасность (нет состояния, которое может быть изменено несколькими потоками).


Недостатки:
Может потреблять больше памяти, так как создаются новые объекты вместо изменения существующих.

Пример:
// Императивный стиль (изменяемый)
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");
list.add("Kotlin");

// Функциональный стиль (неизменяемый)
List<String> immutableList = List.of("Java", "Kotlin");


Чистые функции (Pure Functions):

Чистая функция всегда возвращает одинаковый результат для одинаковых входных данных и не имеет побочных эффектов (например, не изменяет глобальное состояние).

Преимущества:
Предсказуемость и простота тестирования.
Упрощение параллельного выполнения.


Недостатки:
Иногда сложно избежать побочных эффектов в реальных приложениях.

Пример:
// Чистая функция
public static int add(int a, int b) {
return a + b;
}

// Нечистая функция (имеет побочный эффект)
public static int addAndLog(int a, int b) {
System.out.println("Adding " + a + " and " + b); // Побочный эффект
return a + b;
}


Функции высшего порядка (Higher-Order Functions):

Это функции, которые могут принимать другие функции в качестве аргументов или возвращать их.

Преимущества:
Гибкость и возможность создания абстракций.

Недостатки:
Может быть сложнее для понимания новичкам.

Пример:
// Функция высшего порядка
public static <T> List<T> filter(List<T> list, Predicate<T> predicate) {
List<T> result = new ArrayList<>();
for (T item : list) {
if (predicate.test(item)) {
result.add(item);
}
}
return result;
}

// Использование
List<Integer> numbers = List.of(1, 2, 3, 4, 5);
List<Integer> evenNumbers = filter(numbers, n -> n % 2 == 0); // [2, 4]


Полезная для понимания вопроса, статья - https://habr.com/ru/articles/570642/

#Java #Training #Medium #Functional_programming
Поддержка функционального программирования в Java

Начиная с Java 8, язык получил мощные инструменты для поддержки функционального программирования:

Лямбда-выражения: Позволяют писать анонимные функции в компактной форме.
Функциональные интерфейсы: Интерфейсы с одним абстрактным методом (SAM), которые могут быть реализованы с помощью лямбда-выражений.
Stream API: Позволяет работать с коллекциями в функциональном стиле.


Лямбда-выражения

Лямбда-выражения — это краткий способ написания анонимных функций.

Они состоят из:
Списка параметров.
Стрелки (->).
Тела функции.


Синтаксис:
(параметры) -> { тело функции }


Примеры:

Простое лямбда-выражение:
// Без лямбды
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Hello, World!");
}
};

// С лямбдой
Runnable runnable = () -> System.out.println("Hello, World!");


Лямбда с параметрами:
// Без лямбды
Comparator<Integer> comparator = new Comparator<Integer>() {
@Override
public int compare(Integer a, Integer b) {
return a.compareTo(b);
}
};

// С лямбдой
Comparator<Integer> comparator = (a, b) -> a.compareTo(b);


Лямбда с несколькими строками:
// Без лямбды
Function<String, Integer> lengthFunction = new Function<String, Integer>() {
@Override
public Integer apply(String s) {
return s.length();
}
};

// С лямбдой
Function<String, Integer> lengthFunction = s -> {
System.out.println("Calculating length of: " + s);
return s.length();
};


Преимущества лямбда-выражений
Упрощение кода.
Улучшение читаемости.
Поддержка функционального стиля программирования.


Недостатки лямбда-выражений
Могут быть сложны для понимания новичкам.
Отладка лямбда-выражений может быть менее удобной.


Функциональные интерфейсы

Функциональные интерфейсы — это интерфейсы, которые содержат ровно один абстрактный метод (Single Abstract Method, SAM). Они используются для представления лямбда-выражений и ссылок на методы.

Примеры функциональных интерфейсов в Java:
Predicate<T>: Принимает один аргумент и возвращает boolean.
Function<T, R>: Принимает один аргумент и возвращает результат.
Consumer<T>: Принимает один аргумент и не возвращает результат.
Supplier<T>: Не принимает аргументов, но возвращает результат.


Пример использования:
// Predicate
Predicate<Integer> isEven = n -> n % 2 == 0;
System.out.println(isEven.test(4)); // true

// Function
Function<String, Integer> lengthFunction = String::length;
System.out.println(lengthFunction.apply("Hello")); // 5

// Consumer
Consumer<String> printConsumer = System.out::println;
printConsumer.accept("Hello, World!");

// Supplier
Supplier<Double> randomSupplier = Math::random;
System.out.println(randomSupplier.get()); // Случайное число


#Java #Training #Medium #Functional_programming #Stream_API #Lambda_expressions #Functional_interfaces
Stream API

Stream API — это мощный инструмент для работы с коллекциями в функциональном стиле. Он позволяет выполнять операции над данными, такие как фильтрация, преобразование, сортировка и агрегация, без изменения исходных данных.


Основные операции Stream API:
Промежуточные операции (intermediate): Возвращают новый поток и могут быть объединены в цепочку.
filter(Predicate<T>): Фильтрует элементы.
map(Function<T, R>): Преобразует элементы.
sorted(): Сортирует элементы.
Терминальные операции (terminal): Завершают поток и возвращают результат.
forEach(Consumer<T>): Выполняет действие для каждого элемента.
collect(Collector<T, A, R>): Собирает элементы в коллекцию.
reduce(BinaryOperator<T>): Сворачивает элементы в одно значение.


Пример использования:
List<String> languages = List.of("Java", "Kotlin", "Scala", "Groovy");

// Фильтрация и преобразование
List<String> filteredLanguages = languages.stream()
.filter(lang -> lang.startsWith("J")) // Фильтруем по условию
.map(String::toUpperCase) // Преобразуем в верхний регистр
.collect(Collectors.toList()); // Собираем в список

System.out.println(filteredLanguages); // [JAVA]

// Агрегация
int totalLength = languages.stream()
.mapToInt(String::length) // Преобразуем в длины строк
.sum(); // Суммируем длины

System.out.println(totalLength); // 18



Преимущества Stream API

Упрощение работы с коллекциями.
Поддержка параллельного выполнения (через parallelStream()).
Читаемость и выразительность кода.


Недостатки Stream API
Может быть менее производительным для простых операций из-за накладных расходов.
Сложность отладки из-за цепочек вызовов.


#Java #Training #Medium #Functional_programming #Stream_API #Lambda_expressions #Functional_interfaces
Функциональные интерфейсы.

Функциональный интерфейс — это интерфейс, который содержит только один абстрактный метод. Такой интерфейс может содержать множество default и static методов, но абстрактный метод должен быть только один. Функциональные интерфейсы используются для создания лямбда-выражений и ссылок на методы.

Функциональные интерфейсы позволяют писать более компактный и выразительный код, особенно при работе с лямбда-выражениями. Они являются основой для функционального программирования в Java.

Аннотация @FunctionalInterface

Java предоставляет аннотацию @FunctionalInterface, которая указывает, что интерфейс является функциональным. Эта аннотация не обязательна, но она помогает компилятору проверять, что интерфейс действительно содержит только один абстрактный метод. Если добавить второй абстрактный метод, компилятор выдаст ошибку.

Пример:
@FunctionalInterface
interface MyFunctionalInterface {
void execute(); // единственный абстрактный метод

default void print(String text) {
System.out.println(text);
}
}


Встроенные функциональные интерфейсы

Java предоставляет несколько встроенных функциональных интерфейсов в пакете java.util.function. Основные из них:
Predicate — принимает один аргумент и возвращает boolean.
Consumer — принимает один аргумент и не возвращает ничего.
Supplier — не принимает аргументов, но возвращает значение.
Function — принимает один аргумент и возвращает результат.


Эти интерфейсы покрывают большинство сценариев использования лямбда-выражений.

Плюсы и минусы функциональных интерфейсов

Плюсы:
Упрощают код, делая его более читаемым.
Позволяют использовать лямбда-выражения и ссылки на методы.
Поддерживают функциональное программирование.


Минусы:
Могут быть сложны для понимания новичками.
Чрезмерное использование может привести к снижению читаемости кода.


Нюансы использования


Функциональные интерфейсы могут содержать default и static методы, что делает их более гибкими.
Лямбда-выражения могут быть использованы только с функциональными интерфейсами.
Аннотация
@FunctionalInterface помогает избежать ошибок при добавлении лишних методов.

#Java #Training #Medium #Functional_programming #FunctionalInterface
Создание своего функционального интерфейса

Вы можете создать свой функциональный интерфейс, если встроенные интерфейсы не подходят для ваших задач.

Для этого нужно:
Определить интерфейс с одним абстрактным методом.
Добавить аннотацию
@FunctionalInterface.

Пример:
@FunctionalInterface
interface Calculator {
int calculate(int a, int b);
}


Использование интерфейса с лямбда-выражением

Теперь вы можете использовать этот интерфейс для создания лямбда-выражений:
Calculator add = (a, b) -> a + b;
Calculator subtract = (a, b) -> a - b;

System.out.println(add.calculate(10, 5)); // 15
System.out.println(subtract.calculate(10, 5)); // 5


Нюансы использования

Функциональные интерфейсы могут содержать default-методы и static-методы, но только один абстрактный метод.
Если вы используете аннотацию
@FunctionalInterface, компилятор будет проверять, что интерфейс действительно функциональный.

Пример с default-методом

@FunctionalInterface
interface Greeting {
void sayHello(String name);

default void sayGoodbye() {
System.out.println("Goodbye!");
}
}

public class Main {
public static void main(String[] args) {
Greeting greeting = name -> System.out.println("Hello, " + name);
greeting.sayHello("Alice"); // Hello, Alice
greeting.sayGoodbye(); // Goodbye!
}
}


#Java #Training #Medium #Functional_programming #FunctionalInterface
Интерфейс Predicate<T>

Predicate<T> — это функциональный интерфейс, представленный в Java 8 в пакете java.util.function. Он используется для проверки условия и возвращает boolean значение (true или false). Интерфейс имеет один абстрактный метод test(T t), который принимает объект типа T и возвращает boolean.

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {
boolean test(T t);
}


Как работает метод test?


Метод test — это основной метод интерфейса Predicate. Он принимает объект типа T и проверяет его на соответствие некоторому условию. Результатом выполнения метода является boolean.

Пример:
Predicate<Integer> isEven = number -> number % 2 == 0;
System.out.println(isEven.test(4)); // true
System.out.println(isEven.test(5)); // false
Здесь мы создали Predicate, который проверяет, является ли число четным. Метод test применяется к числам 4 и 5, возвращая true и false соответственно.


Плюсы и минусы использования Predicate

Плюсы:
Упрощает код, делая его более читаемым и выразительным.
Позволяет легко комбинировать условия с помощью методов and, or, negate.
Широко используется в Stream API для фильтрации данных.

Минусы:
Может быть избыточным для простых условий, где можно обойтись обычным if.
Требует понимания функционального программирования для эффективного использования.
Пример использования Predicate в фильтрации данных


Один из самых распространенных сценариев использования Predicate — это фильтрация данных в Stream API.
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;
import java.util.stream.Collectors;

public class PredicateExample {
public static void main(String[] args) {
List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David", "Eve");

// Создаем Predicate для фильтрации имен, начинающихся на "A"
Predicate<String> startsWithA = name -> name.startsWith("A");

// Фильтруем список с помощью Stream API
List<String> filteredNames = names.stream()
.filter(startsWithA)
.collect(Collectors.toList());

System.out.println(filteredNames); // [Alice]
}
}
В этом примере мы используем Predicate для фильтрации имен, начинающихся на букву "A". Метод filter в Stream API принимает Predicate и оставляет только те элементы, которые удовлетворяют условию.


#Java #Training #Medium #Functional_programming #Predicate
Методы and, or, negate класса Predicate и их использование

Метод and

Метод and позволяет комбинировать два Predicate с помощью логического оператора "И". Результирующий Predicate вернет true, только если оба исходных Predicate вернут true.

Пример:
Predicate<Integer> isEven = number -> number % 2 == 0;
Predicate<Integer> isGreaterThan10 = number -> number > 10;

// Комбинируем два Predicate
Predicate<Integer> isEvenAndGreaterThan10 = isEven.and(isGreaterThan10);

System.out.println(isEvenAndGreaterThan10.test(12)); // true
System.out.println(isEvenAndGreaterThan10.test(8)); // false


Метод or

Метод or комбинирует два Predicate с помощью логического оператора "ИЛИ". Результирующий Predicate вернет true, если хотя бы один из исходных Predicate вернет true.

Пример:
Predicate<String> startsWithA = name -> name.startsWith("A");
Predicate<String> endsWithE = name -> name.endsWith("e");

// Комбинируем два Predicate
Predicate<String> startsWithAOrEndsWithE = startsWithA.or(endsWithE);

System.out.println(startsWithAOrEndsWithE.test("Alice")); // true
System.out.println(startsWithAOrEndsWithE.test("Eve")); // true
System.out.println(startsWithAOrEndsWithE.test("Bob")); // false


Метод negate

Метод negate возвращает Predicate, который является логическим отрицанием исходного. Если исходный Predicate возвращает true, то negate вернет false, и наоборот.

Пример:
Predicate<Integer> isEven = number -> number % 2 == 0;

// Создаем отрицание Predicate
Predicate<Integer> isOdd = isEven.negate();

System.out.println(isOdd.test(5)); // true
System.out.println(isOdd.test(4)); // false


Пример использования комбинированных Predicate в Stream API

Теперь давайте рассмотрим пример, где мы используем комбинированные Predicate для фильтрации данных.
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;
import java.util.stream.Collectors;

public class CombinedPredicateExample {
public static void main(String[] args) {
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

// Создаем Predicate для четных чисел и чисел больше 5
Predicate<Integer> isEven = number -> number % 2 == 0;
Predicate<Integer> isGreaterThan5 = number -> number > 5;

// Комбинируем Predicate
Predicate<Integer> isEvenAndGreaterThan5 = isEven.and(isGreaterThan5);

// Фильтруем список с помощью Stream API
List<Integer> filteredNumbers = numbers.stream()
.filter(isEvenAndGreaterThan5)
.collect(Collectors.toList());

System.out.println(filteredNumbers); // [6, 8, 10]
}
}
В этом примере мы комбинируем два Predicate с помощью метода and, чтобы отфильтровать только четные числа, которые больше 5.


Или укороченный (и предпочтительный) вариант:

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class CombinedPredicateExample {
public static void main(String[] args) {
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

List<Integer> filteredNumbers = numbers.stream()
.filter(number -> number % 2 == 0 && number > 5)
.collect(Collectors.toList());

System.out.println(filteredNumbers); // [6, 8, 10]
}
}



#Java #Training #Medium #Functional_programming #Predicate #and #or #negate
Интерфейс Consumer<T> и метод accept

Consumer<T> — это функциональный интерфейс, представленный в Java 8 в пакете java.util.function. Он используется для выполнения действий над объектом типа T, не возвращая никакого результата. Интерфейс имеет один абстрактный метод accept(T t), который принимает объект типа T и выполняет над ним некоторое действие.

@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
void accept(T t);
}


Как работает метод accept?

Метод accept — это основной метод интерфейса Consumer. Он принимает объект типа T и выполняет над ним некоторое действие. Результатом выполнения метода является void, то есть метод не возвращает никакого значения.

Пример:
Consumer<String> printUpperCase = str -> System.out.println(str.toUpperCase());
printUpperCase.accept("hello"); // HELLO
Здесь мы создали Consumer, который принимает строку и выводит ее в верхнем регистре. Метод accept применяется к строке "hello", и результат выводится на экран.


Плюсы и минусы использования Consumer

Плюсы:
Упрощает код, делая его более читаемым и выразительным.
Позволяет легко выполнять действия над объектами, особенно в сочетании с Stream API.
Поддерживает лямбда-выражения, что делает код более компактным.


Минусы:
Может быть избыточным для простых действий, где можно обойтись обычным методом.
Требует понимания функционального программирования для эффективного использования.


Пример использования Consumer для выполнения действий над объектами

Один из самых распространенных сценариев использования Consumer — это выполнение действий над элементами коллекции.
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;

public class ConsumerExample {
public static void main(String[] args) {
List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David", "Eve");

// Создаем Consumer для вывода имен в верхнем регистре
Consumer<String> printUpperCase = name -> System.out.println(name.toUpperCase());

// Применяем Consumer к каждому элементу списка
names.forEach(printUpperCase);
}
}
В этом примере мы используем Consumer для вывода каждого имени из списка в верхнем регистре. Метод forEach принимает Consumer и применяет его к каждому элементу списка.


#Java #Training #Medium #Functional_programming #Consumer #accept
Более сложные сценарии использования Consumer

Метод andThen

Метод andThen позволяет комбинировать два Consumer таким образом, что сначала выполняется первый Consumer, а затем второй. Это полезно, когда нужно выполнить несколько действий над одним объектом.

Пример:
Consumer<String> printUpperCase = str -> System.out.println(str.toUpperCase());
Consumer<String> printLowerCase = str -> System.out.println(str.toLowerCase());

// Комбинируем два Consumer
Consumer<String> printBoth = printUpperCase.andThen(printLowerCase);

printBoth.accept("Hello"); // HELLO hello
В этом примере мы создали два Consumer: один выводит строку в верхнем регистре, а другой — в нижнем. Метод andThen объединяет их, и результат выполнения printBoth — это сначала вывод строки в верхнем регистре, а затем в нижнем.


Пример использования Consumer в Stream API

Consumer часто используется в Stream API для выполнения действий над элементами потока.
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;

public class StreamConsumerExample {
public static void main(String[] args) {
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

// Создаем Consumer для вывода квадратов чисел
Consumer<Integer> printSquare = number -> System.out.println(number * number);

// Применяем Consumer к каждому элементу потока
numbers.stream().forEach(printSquare);
}
}
В этом примере мы используем Consumer для вывода квадратов чисел из списка. Метод forEach в Stream API принимает Consumer и применяет его к каждому элементу потока.


Пример использования Consumer с другими функциональными интерфейсами

Consumer можно комбинировать с другими функциональными интерфейсами, такими как Predicate, для создания более сложных сценариев.
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Predicate;

public class CombinedExample {
public static void main(String[] args) {
List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David", "Eve");

// Создаем Predicate для фильтрации имен, начинающихся на "A"
Predicate<String> startsWithA = name -> name.startsWith("A");

// Создаем Consumer для вывода имен
Consumer<String> printName = name -> System.out.println(name);

// Фильтруем и выводим имена, начинающиеся на "A"
names.stream()
.filter(startsWithA)
.forEach(printName); // Alice
}
}
В этом примере мы используем Predicate для фильтрации имен, начинающихся на "A", и Consumer для вывода отфильтрованных имен.


#Java #Training #Medium #Functional_programming #Consumer #andThen
Интерфейс Supplier<T> и метод get

Supplier<T> — это функциональный интерфейс, представленный в Java 8 в пакете java.util.function. Он используется для предоставления (supply) объектов типа T без необходимости передавать какие-либо входные параметры. Интерфейс имеет один абстрактный метод get(), который возвращает объект типа T.

@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
T get();
}


Как работает метод get?

Метод get — это основной метод интерфейса Supplier. Он не принимает никаких аргументов и возвращает объект типа T. Этот метод часто используется для ленивой инициализации или генерации данных.

Пример:
Supplier<String> helloSupplier = () -> "Hello, World!";
System.out.println(helloSupplier.get()); // Hello, World!
Здесь мы создали Supplier, который возвращает строку "Hello, World!". Метод get вызывается, и результат выводится на экран.


Плюсы и минусы использования Supplier

Плюсы:
Упрощает код, делая его более читаемым и выразительным.
Позволяет отложить создание объекта до момента, когда он действительно понадобится (ленивая инициализация).
Поддерживает лямбда-выражения, что делает код более компактным.


Минусы:
Может быть избыточным для простых случаев, где можно обойтись обычным созданием объекта.
Требует понимания функционального программирования для эффективного использования.


Пример использования Supplier для ленивой инициализации


Один из самых распространенных сценариев использования Supplier — это ленивая инициализация объектов, которые могут быть дорогостоящими для создания.
import java.util.function.Supplier;

public class LazyInitializationExample {
public static void main(String[] args) {
// Создаем Supplier для ленивой инициализации тяжелого объекта
Supplier<HeavyObject> heavyObjectSupplier = () -> {
System.out.println("Creating heavy object...");
return new HeavyObject();
};

// Объект не создается до вызова метода get
System.out.println("Heavy object not created yet");

// Создаем объект только когда он действительно нужен
HeavyObject heavyObject = heavyObjectSupplier.get();
heavyObject.doSomething();
}
}

class HeavyObject {
public HeavyObject() {
// Имитация тяжелой инициализации
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}

public void doSomething() {
System.out.println("Heavy object is doing something...");
}
}
В этом примере мы используем Supplier для ленивой инициализации объекта HeavyObject. Объект создается только тогда, когда вызывается метод get.


#Java #Training #Medium #Functional_programming #Supplier #get