fold函數

在函數式編程中，Map和Fold是兩個非常有用的運算符，它們屬于每種函數式語言。 如果Map和Fold運算符是如此強大且必不可少，那么您如何解釋說即使Java編程語言缺少這兩個運算符，我們也可以使用Java來完成工作？ 事實是，使用Java進行編碼時，您已經進行了Map和Fold，只是每次都使用循環手動進行操作。

免責聲明：我不是函數式編程的參考，本文不過是一個簡短的介紹。 FP愛好者可能不太喜歡它。

您已經熟悉了

想象一下不含增值稅的數量的List <Double>。 我們希望將此列表轉換為包含增值稅的另一個相應列表。 首先，我們定義一種將增值稅加到一個單一金額中的方法：

public double addVAT(double amount, double rate) {return amount * (1 + rate);}

現在讓我們將此方法應用于列表中的每個金額：

public List<Double> addVAT(List<Double> amounts, double rate){final List<Double> amountsWithVAT = new ArrayList<Double>();for(double amount : amounts){amountsWithVAT.add(addVAT(amount, rate));}return amountsWithVAT; }

在這里，我們創建了另一個輸出列表，對于輸入列表的每個元素，我們對其應用addVAT（）方法，然后將結果存儲到大小完全相同的輸出列表中。 恭喜，正如我們剛剛手工完成的，在方法addVAT（）的輸入列表上有一個Map。 讓我們再做一次。

現在我們要使用貨幣匯率將每個金額轉換為另一種貨幣，因此我們需要一種新的方法：

public double convertCurrency（double

public double convertCurrency(double amount, double currencyRate){return amount / currencyRate;}

現在，我們可以將此方法應用于列表中的每個元素：

public List<Double> convertCurrency(List<Double> amounts, double currencyRate){final List<Double> amountsInCurrency = new ArrayList<Double>();for(double amount : amounts){amountsInCurrency.add(convertCurrency(amount, currencyRate));}return amountsInCurrency; }

注意，除了在步驟2處調用的方法外，兩種接受列表的方法是如何相似的：

創建一個輸出列表，

為輸入列表中的每個元素調用給定方法 ，并將結果存儲到輸出列表中

返回輸出列表。

您經常在Java中執行此操作，而這恰恰是Map運算符：將給定方法someMethod （T）：T應用于list <T>的每個元素，這將為您提供另一個相同大小的list <T>。

功能語言認識到這種特殊需求（在集合的每個元素上應用一種方法）非常普遍，因此他們將其直接封裝到內置的Map運算符中。 這樣，給定addVAT（double，double）方法，我們可以使用Map運算符直接編寫如下代碼：

List amountsWithVAT = map (addVAT, amounts, rate)

是的，第一個參數是函數，因為函數是函數語言中的一等公民，因此可以將它們作為參數傳遞。 與for循環相比，使用Map運算符更簡潔，更不易出錯，其意圖也更加明確，但是我們在Java中沒有它……

因此，這些示例的要點在于，您已經不熟悉甚至不知道函數式編程的關鍵概念：Map運算符。

現在是Fold運算符

回到金額列表，現在我們需要將總金額計算為每個金額的總和。 超級容易，讓我們循環執行一下：

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

基本上，我們只是在列表上進行了折疊，使用函數“ + =”將每個元素折疊為一個元素，這里是一個數字，一次遞增地折疊。 這類似于Map運算符，除了結果不是列表而是單個元素（標量）。

這又是您通常用Java編寫的那種代碼，現在您已經用功能語言為它命名：“ Fold ”或“ Reduce”。 Fold運算符通常在函數式語言中是遞歸的，因此在此不再對其進行描述。 但是，我們可以使用某種可變狀態在迭代之間累加結果，從而以迭代形式實現相同的目的。 在這種方法中，Fold采用一種內部可變狀態的方法，該方法期望一個元素，例如someMethod（T），并將其重復應用于輸入列表<T>中的每個元素，直到我們得到一個單個元素T，即折疊操作的結果。

與Fold一起使用的典型函數是求和，邏輯與與或，List.add（）或List.addAll（），StringBuilder.append（），max或min等。Fold的思維方式類似于SQL中的聚合函數 。

形狀思考

直觀地思考（帶有草率的圖片），Map接收一個大小為n的列表，并返回另一個大小相同的列表：

另一方面，Fold獲取大小為n的列表，并返回單個元素（標量）：

您可能還記得我之前關于謂詞的文章 ，這些文章通常用于將集合過濾為元素較少的集合。 實際上，此過濾器運算符是在大多數功能語言中補充Map和Fold的第三種標準運算符。

Eclipse模板

由于Map和Fold很常見，因此有必要為它們創建Eclipse模板，例如Map：

在Java中更接近地圖和折疊

Map和Fold是期望函數作為參數的構造，而在Java中，傳遞方法的唯一方法是將其包裝到接口中。

在Apache Commons Collections中，有兩個接口對于我們的需求特別有趣： Transformer （具有一個方法transform（T）：T ）和Closure （具有一個方法execute（T）：void） 。 類CollectionUtils提供了方法collect（Iterator，Transformer） ，它基本上是Java集合的窮人Map運算符，以及提供了可以使用閉包來模擬Fold運算符的forAllDo（）方法。

使用Google Guava， Iterables類提供了靜態方法transform（Iterable，Function） ，該方法基本上是Map運算符。

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]

類似的變換（）方法，也可在類解釋為解釋和地圖為地圖。

要在Java中模擬Fold運算符，可以使用Closure接口，例如Apache Commons Collection中的Closure接口，僅使用一個帶有一個參數的單一方法，因此必須在內部保留當前的-mutable-狀態，就像'+ =確實。

不幸的是，Guava中沒有Fold，盡管它經常被要求提供 ，甚至沒有類似閉包的函數，但是創建自己的函數并不難，例如，您可以使用以下方式實現上述總計：

// 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 '+=' operatorreturn 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 }

不僅用于收藏：可折疊在樹木和其他建筑物上

Map and Fold的功能不僅限于簡單的集合，還可以擴展到任何可導航的結構，尤其是樹和圖。

想象一棵使用帶有其子節點的類Node的樹。 最好將深度優先搜索和廣度優先搜索（DFS和BFS）編碼成兩個接受Closure作為單個參數的通用方法：

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

過去，我經常使用這種技術，我可以說它可以大大減少類的大小，僅使用一種通用方法，而不是許多看起來相似的方法（每個方法都會重做自己的樹遍歷）。 更重要的是，可以使用模擬閉包對遍歷本身進行單元測試。 每個封蓋也可以獨立進行單元測試，所有這些都使您的生活變得更加簡單。

訪客模式可以實現非常相似的想法，您可能已經很熟悉。 我在代碼和其他幾個團隊的代碼中多次看到，Visitor非常適合在遍歷數據結構期間累積狀態。 在這種情況下，Visitor只是閉合中傳遞給折疊的一種特殊情況。

Map-Reduce上的一個字

您可能聽說過Map-Reduce模式，是的，其中的“ Map”和“ Reduce”一詞指的是我們剛剛看到的相同的函數運算符Map和Fold（也稱為Reduce）。 盡管實際應用更加復雜，但很容易注意到Map 令人尷尬地是并行的，這對并行計算有很大幫助。

參考：來自我們的JCG合作伙伴的 日常Java中的Map和Fold功能編程思考 ? Cyrille Martraire 博客上的Cyrille Martraire 。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2012/03/functional-programming-with-map-and.html

fold函數

總結

以上是生活随笔為你收集整理的fold函数_Java中使用Map and Fold进行函数式编程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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