Java FP: Java中函數式編程的Map和Fold(Reduce)

public double totalAmount(List<Double> amounts) {
    double sum = 0;
    for(double amount : amounts) {
        sum += amount;
    }
    return sum;
}

基本上我們將了“+=”函數，應用到列表中每一個數字元素上，遞增式地把每個元素並攏到一個元素裏，實現了一個Fold操作。Fold與Map類似，不同的是Fold返回一個標量而非一個列表。

同樣，這也是你經常用Java編寫的代碼，現在這段代碼擁有了在函數式編程語言中的名字：Fold或者Reduce。在函數式編程語言中，Fold操作通常是遞歸式的，這裏不進行深入討論。然而，我們可以在一個循環體內，利用可變狀態累加每次循環之後的結果，實現類似Fold的操作。在這種方式中，Fold操作將一個帶有內部可變變量並且讀取單個參數的函數，比如someMethod(T)，應用到輸入列表list<T>中的每個元素中，一直到產生最後的Fold操作的結果之後結束。

典型的Fold操作如累加，邏輯與、邏輯或，List.add()和List.addAll()，StringBuilder.append()，max以及min等。

Fold的思想與SQL中的聚集函數類似。

在圖形中思考

可以利用草圖輔助我們思考。Map操作讀取一個長度為n的列表，並且返回一個處理過後的同樣大小的列表：

另一方麵，Fold操作讀取一個長度為n的列表，返回一個標量：

Eclipse模板

Map和Fold如此常用，我們在Eclipse中為這兩個操作創建模板，比如Map：

走進Java中的Map和Fold

Map和Fold是一種期望讀取到函數對象作為參數的代碼結構。在Java中，將待傳遞函數包裝到接口中，傳遞此接口的某個實現，是唯一的實現傳遞函數的途徑。

在Apache Commons Collections中，有兩個接口能滿足我們的需求：隻有transform(T):T方法的Transformer接口以及隻有execute(T):void方法的Closure接口。CollectionUtils為Java集合類提供了簡陋的類似Map的collect(Iterator, Tramformer)方法，以及一個利用Closure模擬Fold操作的的forAllDo()方法。

Google Guava的Iterables提供了一個靜態的Map操作方法transform(Iterable, Function)。

List<Double> exVat = Arrays.asList(new Double[] { 99., 127., 35. });
Iterable<Double> incVat = Iterables.transform(exVat, new Function<Double, Double>() {
    public Double apply(Double exVat) {
        return exVat * (1.196);
    }
});
System.out.println(incVat); //print [118.404, 151.892, 41.86]

// the closure interface with same input/output type
public interface Closure<T> {
    T execute(T value);
}
// an example of a concrete closure
public class SummingClosure implements Closure<Double> {
    private double sum = 0;
    public Double execute(Double amount) {
        sum += amount; // apply '+=' operator
        return sum; // return current accumulated value
    }
} 
// the poor man Fold operator
public final static <T> T foreach(Iterable<T> list, Closure<T> closure) {
    T result = null;
    for (T t : list) {
        result = closure.execute(t);
    }
    return result;}
@Test // example of use
public void testFold() throws Exception {
    SummingClosure closure = new SummingClosure();
    List<Double> exVat = Arrays.asList(new Double[] { 99., 127., 35. });
    Double result = foreach(exVat, closure);
    System.out.println(result);// print 261.0
}

public class Node ...{
    ...
    public void dfs(Closure closure){...}
    public void bfs(Closure closure){...}
}