Generic Java Functor 發佈首個版本

〇，簡介

Gavator（Generic Java Functor）試圖探索以普通Java語法進行函數式編程的可行性，並儘可能的保證使用的方便性，良好的可讀性和基本的類型安全性

• 項目信息：http://cosoft.org.cn/projects/gavator/

• CVS信息：http://cosoft.org.cn/cvs/?group_id=5717，推薦Eclipse直連，模塊名是Gavator

• 下載地址：http://cosoft.org.cn/download.php?g_u_n=gavator&f=Gavator_0.6.zip&file_id=7000

一，功能

所有功能都是類型安全的，無需涉及強制轉型

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

• 提供了若干適配器：bind，bind1st, bind2nd等

• 提供了常用控制結構的函數形式和functor形式：dowhile/whiledo, dountil/untildo, ifelse等

• 提供了常用邏輯運算結構的函數形式和functor形式：and，or，not等

• 提供了常用數據結構：filter，pipe等

二，結構

Gavator的結構是層次化的

• 最核心的是一組接口：分別定義了Procedure，Predicate，Function的零元，一元，二元形式

• 基於這些接口，以functor的形式提供了常用概念的實現，包括數據結構，控制結構，適配器等，如Filter/Pipe，Bind，And/Or/Not，WhileDo/IfElse等

• 基於這些結構和適配器，以function的形式實現了使用方便和可讀性好的包裝，如pipe，bind，and/or/not, ifelse等

三，用法

附帶的測試用例可用來簡單說明一下用法；其實所有functor和algorithm都很直觀，看到名稱和參數，即能領會它的用法；並且代碼量非常少，半個小時就能將所有代碼瀏覽一遍

曾經聽說ThoughtWorks的敏捷項目中平均每個函數代碼控制在三行以下，Gavator中每個函數平均只有不到兩行代碼

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，擴展

使用者可以在Gavator結構的任何一次層次對Gavator進行擴充，如擴充functor實現其它設計模式和常用概念，或編寫更多的算法，結合import static，提高客戶代碼的可讀性

目前Gavator to be contributed的是 ContinuationFramework 和 QueryFramework

五，問題

• Gavator的主要思想來自C++ STL和Apache Common Funtor，我對純粹的函數式語言如Scheme，Haskell並沒有太多經驗，因此Gavator最主要的問題是：它做的是否正確？

• Gavator還不完整，如尚未將Functor實現爲值語義等

• 好的名稱有助於減少文檔，促進理解，但同一個概念在不同的社團可能有不同的慣用名稱，如transform和map，select和filter，accumulate和reduce，等等；Gavator選擇了使用STL和Apache Common Functor中的名稱

• 序列操作的參數應該是Collection還是Iterator ？STL和Apache Common Functor選擇了Iterator，我感覺大部分情況下Collection更方便，就用了Collection

• 目前Gavator其實並不是很實用，像ifelse等基本是花拳繡腿，關鍵是要基於Gavator，發展出專注於某個應用領域的framework，如Continuation和Query

六、其它

Java語言本身的簡單，造成了對Functional Programming支持的限制，Apache Common Functor至今還是sandbox；這些限制包括：

• 函數不是first class，不是一等公民，更別提lambda表達式

• primitive type與class無法完全統一，你試試能否寫一個通用的accumulate支持int集合，long集合，double集合的累加就知道了

• 不支持操作符重載，當然，這不是本質問題

• 使用擦拭法實現generic，使你不能對T調用任意函數，無法特化，沒有typedef，只能用繼承來模擬，任何動態特性都將使generic喪失類型安全性，如序列化後反序列化，反射等

• 甚至不能return void，這使Procedure和Function在實現上無法統一以減少代碼，雖然在概念上它們是獨立的

或許Java平臺上的函數式編程的支持將使用專門的語言來解決

Gavator起源於去年的一個項目，在那個項目裏實現了一個基於Functor的查詢框架，增加一種條件只需實現Condition接口，當然，Condition是一個Predicate，然後就可以和已有的各種Condition通過and，or，not等組合出各種複合查詢，提供服務的一方通過恆定不變的代碼select(Collection, Condition)來滿足任意的查詢；希望接下來實現一個封裝了各種查詢（對象，SQL，XPath/XQuery等）的QueryFramework

另外對Continuation的支持也值得一做，希望得到幫助，mailto:[email protected]