Javaslang - Functional-Boost for Java

Java nám ve verzi 8 dala částečně přivonět k funkcionálnímu programování - nadšeně jsme tedy přešli z features které nám poskytovala Guava na nativní možnosti. Ale na jak dlouho nám budou stačit? Na poli funkcionálních knihoven se objevil nový, silný hráč - Javaslang.

Na co nás autoři knihovny můžou nalákat? Je to další z knihoven která upadne v zapomnění, nebo se jednou stane součástí javy?

Tuple

Kolikrát jste potřebovali do libovolné struktury vmáčknout více informací a kolikrát jste si pro tuhle situaci vytvořili speciální sdružovací třídu která neměla žádný jiný účel a nehodilo se pro ni žádné doménově specifické jméno? No jo, a jak pak takovou třídu, nesoucí kolem třeba String a Long pojmenovat? Uncle Bob by Vás asi praštil za název StringAndLongBecauseSimplyThisPieceOfCodeIsUsedForCarryingStringAndLongAndHasNoSpecialMeaning? Javaslang se inspiroval Scalou a dalšími, a přidal koncept Tuple hodnot.

Název Tuple je odvozen ze série násobných číslovek (single, double, triple, quadruple, quintuple) a označuje sekvenci hodnot. A jak byste určitě od funkcionální knihovny čekali, takové Tuple bude immutable struktura.

Kurzovní lístek ve směnárenské aplikaci pak může vypadat třeba takto:

1
2
3
4
5

HashMap<Tuple2, Double> exchangeOffice = HashMap.of(
    Tuple.of("CZK", "USD"), 0.04119,
    Tuple.of("EUR", "CZK"), 27.0271911,
    Tuple.of("DKK", "CZK"), 3.62102452
);

Jako klíč v mapě se tentokrát nabízela dvojice konvertibilních měn a jako hodnota kurz pro dnešní den. Mapa pochází také z Javaslangu, krom jiného přepracovává i kolekce, ale o tom potom.

Javaslang přidává Tuple pro 0 až 8 hodnot, což je oproti Scale trochu méně, tam se tvůrci rozhodli pro limitování Tuple na 22 hodnot.

Proč bych měl používat Tupláky místo vlastních výtvorů?

• Immutable
• Comparable
• Serializable
• Mapovací funkce umožnující transformaci jednotlivých elementů tuple tak i celého tuple

Value

Druhým pilířem javaslang knihovny je Value, interface se spoustou zajímavých default metod, implementující Iterable a umožňující vcelku dobrou zpětnou kompatibilitu s Javou.

Například naši HashMapu můžeme lehce přehodit zpátky do Java Mapy a to pomocí:
Map<Tuple2, Double> backToJavaMap = exchangeOffice.toJavaMap(entry -> Tuple.of(entry._1(), entry._2()));

Na Value můžeme nahlížet jako na abstrakci immutable struktur, usnaďnujících práci programátora.

Jednou z nich je Option, obdoba monády Optional z javy. Stejně jako v Javě se jedná o kontejner, který může a nemusí nést hodnotu a který náš kód odpleveluje od null checků.

Deklarace vypadá identicky jako java 8 Option<String> string = Option.of("String"); a dá se lehce převést.
Ať už na Optional pomocí toJavaOptional() nebo třeba na list :) toJavaList().

za zmínku stojí i monadické zpracování vyjímek, za pomoci Try. Příklad:

1
2
3
4

Try.of(JavaSlang::mayThrowRuntimeException)
    .andThenTry(JavaSlang::mayThrowDifferentException)
    .onFailure(JavaSlang::logError)
    .onSuccess(JavaSlang::persist);

Nahrazuje try-catch blok v javě a podobně jako se Option skládá z nějaké nebo žádné hodnoty, výsledek try se skládá ze Success nebo z Failure. Jak je vidno z příkladu, v několika málo řádcích můžeme vyvolat několik příkazů v chráněném bloku, definovat, co se stane pokud nastane vyjímka (lze i reagovat různě na různé druhy vyjímek) a v neposlední řadě použít návratovou hodnotu volání dál.

Další Values jsou Future a Lazy, ale o těch už se tu nebudu rozepisovat. Pokud stále nechcete vyzkoušet Javaslang, nejspíš Vás ani ony nepřesvědčí.

Funkce

Javaslang o sobě prohlašuje, že jeho λ je functional interface v javě na steroidech krát 10. A něco na tom bude. V Javě končíme s BiFunction, neboli funkcí se dvěma argumenty. Javaslang má kompatibilní Function2. Jméno se mi napřed nezdálo, ale když jsem si přečetl, že javaslang končí u funkce s 8 parametry, neboli Function8, pochopil jsem.

Jako malou ochutnávku si můžeme dát příklad, kdy v obecné funkci f2 zafixujeme první parametr. Jedná se fci použitou v sekci později, respektive o její obecnou podobu a poté o převod této obecné podoby do stavu, který je použit pro přepočet kurzu.

1
2

Function2<Double, Double, Double>  obecnaFceADelenoB = (a, b) -> a / b;
Function1<Double, Double> prevodKurzu = obecnaFceADelenoB.curried().apply(1d);

Pro ty, co si nejsou jisti co se stalo přidávám vysvětlení

No jo, ale co když nám nějaký dobrák napíše prevodKurzu.apply(0)? Vyjímka, rekonvalescence nebo smrt. Pro tyhle případy můžeme použít lifting, který z parciální fce vyrobí fci o něco kompletnější.

1
2

Function1<Double, Option<Double>> safeFce = Function1.lift(prevodKurzu);
safeFce.apply(0d); // pryc s neocekavanyma vyjimkama

Co se týká funkcí, vydaly by na samostatný článek, ale snad Vás aspoň pár příkladů přesvedčilo, že je javaslang víc než použitelný.

Vlastní mapy a kolekce

Tvůrci nebyli spokojeni s nabídkou kolekcí nabízenou v javě, v dokumentaci zmiňují jako jeden z důvodů pro vytvoření vlastní řady kolekcí fakt, že kolekce v javě byly navrženy pro objektově orientované programování, nikoli pro funkcionální a jít cestou wrapperů ( Collections.unmodifiableList(otherList);) jim nepřišlo správné.

Knihovna definuje Traversable jako společného předka pro vše, co se dá procházet. Najdeme zde Seq, Set a Map interfejsy s vlasními implementacemi Listu, HashMapy i HashSetu.

Javaslang přidavá také poměrně bohatou sbírku immutable kolekcí a map a činí některé z úkonů méně ukecanými.
Pro příklad si zkusíme udělat opačný kurzovní lístek ze sekce o Tuples. Jak by takovýto úkon vypadal v Javě bez Javaslangu?

1
2

// HashMap(((CZK, EUR), 0.03699977538546357), ((USD, CZK), 24.277737314882256), ((CZK, DKK), 0.2761649346688213))
exchangeOffice.map((t, d) -> Tuple.of(Tuple.of(t._2(), t._1()), 1d / d));

Samozřejmostí je pak streamové zpracování, ale o tom snad potom.

to by bylo prozatím vše, javaslang skýtá mnohé libůsty a budu rád, když článek rozšíří, opraví, doplní, nebo mě dokope napsat pokračování