Generic Java Functor 发布首个版本

 

〇，简介

Gavator（Generic Java Functor）试图探索以普通Java语法进行函数式编程的可行性，并尽可能的保证使用的方便性，良好的可读性和基本的类型安全性

• 项目信息：http://code.google.com/p/jade-stone-suite/

• source code:  svn checkout http://jade-stone-suite.googlecode.com/svn/trunk/JS.Functor

一，功能

所有功能都是类型安全的，无需涉及强制转型

• 提供了若干算法：transform/map, select/filter, accumulate/reduce, foreach/enumerate, findfirst等

• 提供了若干适配器：bind，bind1st, bind2nd等

• 提供了常用控制结构的函数形式和functor形式：dowhile/whiledo, dountil/untildo, ifelse等

• 提供了常用逻辑运算结构的函数形式和functor形式：and，or，not等

• 提供了常用数据结构：filter，pipe等

二，结构

Gavator的结构是层次化的

• 最核心的是一组接口：分别定义了Procedure，Predicate，Function的零元，一元，二元形式

• 基于这些接口，以functor的形式提供了常用概念的实现，包括数据结构，控制结构，适配器等，如Filter/Pipe，Bind，And/Or/Not，WhileDo/IfElse等

• 基于这些结构和适配器，以function的形式实现了使用方便和可读性好的包装，如pipe，bind，and/or/not, ifelse等

三，用法

附带的测试用例可用来简单说明一下用法；其实所有functor和algorithm都很直观，看到名称和参数，即能领会它的用法；并且代码量非常少，半个小时就能将所有代码浏览一遍

曾经听说ThoughtWorks的敏捷项目中平均每个函数代码控制在三行以下，Gavator中每个函数平均只有不到两行代码

package gavator.test;

import static gavator.algorithm.Algorithms.*;

import gavator.datastructure.*;

import junit.framework.*;

 

class ToUpperFilter implements Filter<String> {

public String eval(String obj) {

return obj.toUpperCase();

}

}

class ToLowerFilter implements Filter<String> {

public String eval(String obj) {

return obj.toLowerCase();

}

}

class DirtyWordsFilter implements Filter<String> {

public String eval(String obj) {

return obj.replace("dirty words", "***");

}

}

 

public class FilterPipeTest extends TestCase {

 

private Pipe lowerPipe, upperPipe, dirtyWordsPipe;

private String string = "abc";

private String dws = "you said dirty words, so...";

 

public void testFilter() {

Assert.assertEquals("ABC", new ToUpperFilter().eval(string));

Assert.assertEquals("abc", new ToLowerFilter().eval(new ToUpperFilter().eval(string)));

Assert.assertEquals("you said ***, so...", new DirtyWordsFilter().eval(dws));

}

public void testPipe() {

lowerPipe = new Pipe<String>(new ToUpperFilter(), new ToLowerFilter());

upperPipe = new Pipe<String>(new ToLowerFilter(), new ToUpperFilter());

dirtyWordsPipe = new Pipe<String>(lowerPipe, new DirtyWordsFilter());

 

Assert.assertEquals("abc", lowerPipe.eval("abc"));

Assert.assertEquals("ABC", upperPipe.eval("abc"));

 

Assert.assertEquals("hehe***", dirtyWordsPipe.eval("hehedirty words"));

Assert.assertEquals("hehe***", pipe("hehedirty words", dirtyWordsPipe));

}

}

四，扩展

使用者可以在Gavator结构的任何一次层次对Gavator进行扩充，如扩充functor实现其它设计模式和常用概念，或编写更多的算法，结合import static，提高客户代码的可读性

目前Gavator to be contributed的是 ContinuationFramework 和 QueryFramework

五，问题

• Gavator的主要思想来自C++ STL和Apache Common Funtor，我对纯粹的函数式语言如Scheme，Haskell并没有太多经验，因此Gavator最主要的问题是：它做的是否正确？

• Gavator还不完整，如尚未将Functor实现为值语义等

• 好的名称有助于减少文档，促进理解，但同一个概念在不同的社团可能有不同的惯用名称，如transform和map，select和filter，accumulate和reduce，等等；Gavator选择了使用STL和Apache Common Functor中的名称

• 序列操作的参数应该是Collection还是Iterator ？STL和Apache Common Functor选择了Iterator，我感觉大部分情况下Collection更方便，就用了Collection

• 目前Gavator其实并不是很实用，像ifelse等基本是花拳绣腿，关键是要基于Gavator，发展出专注于某个应用领域的framework，如Continuation和Query

六、其它

Java语言本身的简单，造成了对Functional Programming支持的限制，Apache Common Functor至今还是sandbox；这些限制包括：

• 函数不是first class，不是一等公民，更别提lambda表达式

• primitive type与class无法完全统一，你试试能否写一个通用的accumulate支持int集合，long集合，double集合的累加就知道了

• 不支持操作符重载，当然，这不是本质问题

• 使用擦拭法实现generic，使你不能对T调用任意函数，无法特化，没有typedef，只能用继承来模拟，任何动态特性都将使generic丧失类型安全性，如序列化后反序列化，反射等

• 甚至不能return void，这使Procedure和Function在实现上无法统一以减少代码，虽然在概念上它们是独立的

或许Java平台上的函数式编程的支持将使用专门的语言来解决

Gavator起源于去年的一个项目，在那个项目里实现了一个基于Functor的查询框架，增加一种条件只需实现Condition接口，当然，Condition是一个Predicate，然后就可以和已有的各种Condition通过and，or，not等组合出各种复合查询，提供服务的一方通过恒定不变的代码select(Collection, Condition)来满足任意的查询；希望接下来实现一个封装了各种查询（对象，SQL，XPath/XQuery等）的QueryFramework

另外对Continuation的支持也值得一做，希望得到帮助，mailto:[e-mail]