函数式编程中函数有哪些玩法？(以Vavr为例)
未经允许禁止转载！
Java8 引入了函数式相关概念，比如函数接口，方法引用，lambda表达式等等。本文中我们看看如何在语言的基础上实现更加复杂的函数式思想。
1. Composition 组合
我们可以组合多个函数，如 Vavr 文档中的例子：
// 本文大部分例子取自 Vavr 文档
Function1<Integer, Integer> plusOne = a -> a + 1;
Function1<Integer, Integer> multiplyByTwo = a -> a * 2;
// 简单使用：
Option.of(2).map(plusOne).map(multiplyByTwo).get();
// 组合成新的函数
Function1<Integer, Integer> add1AndMultiplyBy2 = plusOne.andThen(multiplyByTwo);
then(add1AndMultiplyBy2.apply(2)).isEqualTo(6);
// 或者使用compose实现，类似于复合函数
Function1<Integer, Integer> add1AndMultiplyBy2 = multiplyByTwo.compose(plusOne);
在很多方法执行链路中，多个步骤可以组合成一个函数。这样做的好处是可以写出更加清晰的代码，同时方便实现代码复用。
Optional 不是 Monad，使用组合的结果可能不一致，推荐使用 Option 类型
Function<Integer, Integer> f = i -> i == 0 ? null : i;
Function<Integer, String> g = i -> i == null ? "NaN" : i.toString();
// the following are not equal
Optional<String> containsNaN = Optional.of(0).map(f.andThen(g));
Optional<String> isEmpty = Optional.of(0).map(f).map(g);
如上代码中，依次调用和组合调用的结果不一致。如果使用Option类型的话，会返回 NaN 结果。总的来说， Optional 类型用于处理空指针问题，Option类型用于实现函数式编程。
2. Lifting 提升
偏函数指的是函数的入参是参数类型的子集，比如除法操作时要求被除数不能为0。对于偏函数，我们可以将其提升为纯函数。
Function2<Integer, Integer, Integer> divide = (a, b) -> a / b;
Function2<Integer, Integer, Option<Integer>> safeDivide = Function2.lift(divide);
// = None
Option<Integer> i1 = safeDivide.apply(1, 0);
// = Some(2)
Option<Integer> i2 = safeDivide.apply(4, 2);
提升的好处是避免函数异常退出，在函数式思想中，异常应该以值的形式处理，以 Monad 类型（Either, Option, Try) 等返回，保证所有的异常都显式处理。
3. 偏应用函数
函数中指定某些参数为固定值，返回的结果仍然为一个函数。
Function2<Integer, Integer, Integer> sum = (a, b) -> a + b;
Function1<Integer, Integer> add2 = sum.apply(2);
then(add2.apply(4)).isEqualTo(6);
使用偏应用函数可以保证避免重复传递参数，如以上代码中的add2方法，可以方便地实现复用。
4. 柯里化 Currying
Function2<Integer, Integer, Integer> sum = (a, b) -> a + b;
Function1<Integer, Integer> add2 = sum.curried().apply(2);
then(add2.apply(4)).isEqualTo(6);
柯里化可以实现所有的多参数函数，转换为嵌套的单参数函数。Java中并没有针对单参数函数的表示优化，其他语言比如 Kotlin， 对于单参数方法可以不写括号，方便实现一些 DSL。
// 方法声明
Function3<Integer, Integer, Integer, Integer> sum = (a, b, c) -> a + b + c;
Function1<Integer, Function1<Integer, Integer>> add2 = sum.curried().apply(2);
Java中的方法声明比较难以阅读，简单来说，转换后的参数除了最后一个，都被Function1所包围。一些其他语言会区分入参和返回类型，函数表达如： （int, int, int) => int 。haskell 语言中大量使用了柯里化函数。
def fold[A1 >: A](z: A1)(op: (A1, A1) => A1): A1
def groupMap[K, B](key: (A) => K)(f: (A) => B): Map[K, List[B]]
以上是scala中List下的两个方法，其参数进行了柯里化，可以发现其表达比Java stream的实现更为清晰。如 groupMap方法，不仅保证了方法实现的性能，还可以方便实现链式调用；相反，在Java中实现此方法则需要好多行代码（多种实现：使用 Collector， 或者 guava中的mapValues，或者多次使用stream#map），这里不是说代码行数少就好，而是说编程的概念可以用代码清楚地表达。
总的来说，柯里化和偏应用函数的概念上区别很大，实际使用中应注意区分。两者都可以实现懒计算。这些函数和多参数函数直接可以相互转换。
5. 记忆化 Memoization
Function0<Double> hashCache =
Function0.of(Math::random).memoized();
double randomValue1 = hashCache.apply();
double randomValue2 = hashCache.apply();
then(randomValue1).isEqualTo(randomValue2);
如上代码中hashCache函数返回值永远不变，虽然其内部封装的 Math::random 不是纯函数，但是其对外表现为一个纯函数（初次调用后），有时我们对于纯函数的定义可以弱化一些。
这里的记忆化体现了函数式编程的简洁性，对于很多常用的方法实现或者任务编排，可以使用声明式编程的形式进行简化。
实践指南
推荐实际项目中灵活应用相关的函数思想，专注于可读性和代码复用。本文中的很多例子比较简单，实践中可以使用静态方法的形式定义函数，使用时函数时可以用方法引用。
