Java. Podejście funkcyjne. Rozszerzanie obiektowego kodu Javy o zasady programowania funkcyjnego - ebook

Aby napisać dobry kod, programiści muszą wybrać optymalnye sposóoby rozwiązania danego problemu. Java jest znana ze skutecznego i przetestowanego podejścia obiektowego (OOP), jednak ten paradygmat ten nie zawsze okazuje się wystarczający. Zamiast wymuszaćnia zasad OOP w każdym wprzypadku, warto wdrożyć w swoim kodzie zasady programowania funkcyjnego (FP), aby zapewnić sobie najlepsze korzyści płynące ze stosowania tych obydwóch paradygmatów.

Dzięki tej książce zrozumiesz bazowe koncepcje programowania funkcyjnego i przekonasz się, że możesz włączać je do kodu bez rezygnacji z paradygmatu obiektowego. Dowiesz się również, kiedy w swojej codziennej pracy i dlaczego używać takich opcjifunkcjonalności, jak niemutowalność i funkcje czyste i dlaczego warto to robićw swojej codziennej pracy. Poznasz różnetakie aspekty FP:, jak kompozycjęa, ekspresyjność, modułowość, wydajność i efektywne manipulowanie danymi. Nauczysz się również wykorzystać zywania FP w celudla zapewnienia wyższego bezpieczeństwa i łatwiejszego utrzymywania kodu. Teo wszystkieo pozwoli Ci zdobyć cenne umiejętności, które ułatwią Ci pisanie bardziej zwięzłego, rozsądnego i przyszłościowego kodu.

W książce między innymi:

• zasady programowania funkcyjnego
• przegląd typów programowania funkcyjnego dostępnych w Javie
• różne koncepcje FP i sposoby ich zastosowaniakorzystania z nich
• rozszerzanie kodu Javy o aspekty funkcjonalności FP bez przechodzenia na pełną funkcyjność
• jak doskonalić swój styl programowania niezależnie od języka lub paradygmatu

To obowiązkowa lektura dla każdego programisty, który chce poprawić swoje umiejętności i pozostać na bieżąco z trendami w programowaniu

A. N. M. Bazlur Rahman, inżynier oprogramowania i mistrz Javy

Przedmowa

Część I. Podstawy programowania funkcyjnego

• 1. Wprowadzenie do programowania funkcyjnego
  • Co sprawia, że język jest funkcyjny?
  • Koncepcje programowania funkcyjnego
    • Funkcje czyste i transparentność referencyjna
    • Niemutowalność
    • Rekurencja
    • Typy pierwszoklasowe i funkcje wyższego rzędu
    • Kompozycja funkcyjna
    • Rozwijanie funkcji
    • Częściowe zastosowanie funkcji
    • Ewaluacja leniwa
  • Zalety programowania funkcyjnego
  • Wady programowania funkcyjnego
  • Podsumowanie
• 2. Funkcyjna Java
  • Czym są wyrażenia lambda Javy?
    • Składnia wyrażeń lambda
    • Interfejsy funkcyjne
    • Wyrażenia lambda i zmienne zewnętrzne
    • A co z klasami anonimowymi?
    • Instrukcja invokedynamic
  • Wyrażenia lambda w działaniu
    • Tworzenie wyrażeń lambda
    • Wywoływanie wyrażeń lambda
    • Odwoływanie się do metod
  • Koncepcje programowania funkcyjnego w Javie
    • Funkcje czyste i transparentność referencyjna
    • Niemutowalność
    • Typy pierwszoklasowe
    • Kompozycja funkcyjna
    • Ewaluacja leniwa
  • Podsumowanie
• 3. Interfejsy funkcyjne pakietu JDK
  • Cztery główne kategorie interfejsów funkcyjnych
    • Funkcje
    • Konsumenty
    • Dostawcy
    • Predykaty
  • Dlaczego jest tak wiele wariantów interfejsu funkcyjnego?
    • Argumentowość funkcji
    • Typy proste
    • Wypełnianie luki między interfejsami funkcyjnymi
  • Kompozycja funkcyjna
  • Rozszerzanie wsparcia funkcyjnego
    • Dodawanie metod domyślnych
    • Bezpośrednie implementowanie interfejsu funkcyjnego
    • Tworzenie statycznych metod pomocniczych
  • Podsumowanie

Część II. Podejście funkcyjne

• 4. Niemutowalność
  • Mutowalność i struktury danych w OOP
  • Niemutowalność (nie tylko) w programowaniu funkcyjnym
  • Stan niemutowalności Javy
    • java.lang.String
    • Niemutowalne kolekcje
    • Typy proste i obiektowe typy opakowujące
    • Niemutowalna matematyka
    • Java Time API (JSR-310)
    • Typy wyliczeniowe
    • Słowo kluczowe final
    • Rekordy
  • Jak osiągnąć niemutowalność?
  • Powszechne praktyki
  • Podsumowanie
• 5. Praca z rekordami
  • Typy agregacji danych
    • Krotki
    • Prosty POJO
    • Od POJO do niemutowalności
    • Od POJO do rekordu
  • Rekordy na ratunek
    • Mechanizmy wewnętrzne
    • Funkcjonalności rekordu
    • Brakujące funkcjonalności
  • Przypadki użycia i powszechne praktyki
    • Walidacja rekordów i oczyszczanie danych
    • Zwiększanie poziomu niemutowalności
    • Tworzenie zmodyfikowanych kopii
    • Rekordy jako lokalne krotki nominalne
    • Lepsza obsługa opcjonalnych danych
    • Serializowanie ewoluujących rekordów
    • Dopasowywanie wzorców rekordów (od Javy 19)
  • Jeszcze kilka słów na temat rekordów
  • Podsumowanie
• 6. Przetwarzanie danych za pomocą strumieni
  • Przetwarzanie danych za pomocą iteracji
    • Iteracja zewnętrzna
    • Iteracja wewnętrzna
  • Strumienie jako funkcyjne potoki danych
    • Funkcjonalności strumieni
    • Spliterator, kręgosłup strumieni
  • Budowanie potoków strumieniowych
    • Tworzenie strumienia
    • Wykonywanie pracy
    • Kończenie strumienia
    • Koszt operacji
    • Modyfikowanie zachowania strumienia
  • Używać strumienia czy nie?
  • Podsumowanie
• 7. Praca ze strumieniami
  • Strumieniowe typy proste
  • Strumienie iteracyjne
  • Strumienie nieskończone
    • Liczby losowe
    • Pamięć nie jest nieskończona
  • Od tablic do strumieni i z powrotem
    • Tablice typu obiektowego
    • Tablicowe typy proste
  • Niskopoziomowe tworzenie strumieni
  • Praca z operacjami we-wy plików
    • Odczytywanie zawartości katalogów
    • Przechodzenie katalogów w głąb
    • Przeszukiwanie systemu plików
    • Odczytywanie plików linia po linii
    • Zastrzeżenia dotyczące strumieni z operacjami we-wy plików
  • Obsługa daty i czasu
    • Kwerendowanie typów czasowych
    • Strumienie z zakresem LocalDate
  • Pomiar wydajności strumienia za pomocą narzędzia JMH
  • Kolektory
    • Kolektory downstreamowe
    • Tworzenie własnego kolektora
  • Jeszcze kilka słów na temat strumieni (sekwencyjnych)
  • Podsumowanie
• 8. Równoległe przetwarzanie danych za pomocą strumieni
  • Współbieżność a równoległość
  • Strumienie jako równoległe potoki funkcyjne
  • Strumienie równoległe w akcji
  • Kiedy używać, a kiedy unikać strumieni równoległych?
    • Wybór odpowiedniego źródła danych
    • Liczba elementów
    • Operacje strumieniowe
    • Koszty ogólne strumienia i dostępne zasoby
    • Przykład - jeszcze raz Wojna i pokój
    • Przykład - liczby losowe
  • Lista kontrolna dla strumieni równoległych
  • Podsumowanie
• 9. Obsługa wartości null za pomocą typów Optional
  • Problem z zerowymi referencjami
  • Jak obsługiwać wartość null w Javie (przed wprowadzeniem Optional)?
    • Najlepsze praktyki w zakresie obsługi wartości null
    • Kontrole null z użyciem narzędzi
    • Typy wyspecjalizowane, takie jak Optional
  • Typy opcyjne na ratunek
    • Czym jest Optional?
    • Tworzenie potoków opcyjnych
  • Opcje i strumienie
    • Typy opcyjne jako elementy strumienia
    • Operacje terminalne strumieni
  • Opcyjne typy proste
  • Zastrzeżenia
    • Opcje są zwykłymi typami
    • Metody uwzględniające tożsamość
    • Narzut związany z wydajnością
    • Szczególne kwestie dotyczące kolekcji
    • Opcje i serializacja
  • Jeszcze kilka słów na temat referencji null
  • Podsumowanie
• 10. Obsługa wyjątków funkcyjnych
  • Obsługa wyjątków Javy w pigułce
  • Blok try-catch
    • Różne rodzaje wyjątków i błędów
  • Wyjątki sprawdzane w wyrażeniach lambda
    • Wyodrębnianie kodu do postaci bezpiecznych metod
    • Anulowanie sprawdzania wyjątków
    • Sneaky throws
  • Funkcyjne podejście do wyjątków
    • Nierzucanie wyjątków
    • Błędy jako wartości
    • Wzorzec Próba, Powodzenie, Niepowodzenie
  • Jeszcze kilka słów na temat funkcyjnej obsługi wyjątków
  • Podsumowanie
• 11. Ewaluacja leniwa
  • Porównanie leniwości i gorliwości
  • Jak gorliwa jest Java?
    • Ewaluacja minimalna
    • Struktury sterowania
    • Leniwe typy pakietu JDK
  • Wyrażenia lambda i funkcje wyższego rzędu
    • Podejście gorliwe
    • Podejście bardziej leniwe
    • Podejście funkcyjne
  • Opóźnianie wykonywania za pomocą typu Thunk
    • Tworzenie prostego typu Thunk
    • Thunk bezpieczny dla wątków
  • Jeszcze kilka słów na temat leniwości
  • Podsumowanie
• 12. Rekurencja
  • Czym jest rekurencja?
    • Porównanie rekurencji głowowej i ogonowej
    • Rekurencja i stos wywołań
  • Bardziej złożony przykład
    • Iteracyjne przechodzenie drzewa
    • Rekurencyjne przechodzenie drzewa
  • Strumienie rekurencyjne
  • Jeszcze kilka słów na temat rekurencji
  • Podsumowanie
• 13. Zadania asynchroniczne
  • Porównanie zadań synchronicznych i asynchronicznych
  • Typy Future Javy
  • Projektowanie potoków asynchronicznych przy użyciu typu CompletableFuture
    • Obiecywanie wartości
    • Tworzenie instancji CompletableFuture
    • Komponowanie i łączenie zadań
    • Obsługa wyjątków
    • Operacje terminalne
    • Tworzenie metody pomocniczej CompletableFuture
  • Ręczne tworzenie i rozwiązywanie
    • Ręczne tworzenie
    • Ręczne rozwiązywanie
    • Przypadki użycia dla ręcznie utworzonych i ukończonych instancji
  • Pule wątków i limity czasu
  • Jeszcze kilka słów na temat zadań asynchronicznych
  • Podsumowanie
• 14. Funkcyjne wzorce projektowe
  • Czym są wzorce projektowe?
  • (Funkcyjne) wzorce projektowe
    • Wzorzec Metoda Wytwórcza
    • Wzorzec Dekorator
    • Wzorzec Strategia
    • Wzorzec Budowniczy
  • Jeszcze kilka słów na temat funkcyjnych wzorców projektowych
  • Podsumowanie
• 15. Funkcyjne podejście do Javy
  • Porównanie zasad OOP i FP
  • Funkcyjny sposób myślenia
    • Funkcje są typami pierwszoklasowymi
    • Unikanie skutków ubocznych
    • Funkcyjne przetwarzanie danych za pomocą mapowania, filtrowania i redukcji
    • Implementacje opierają się na abstrakcjach
    • Budowanie funkcyjnych pomostów
    • Ułatwienie równoległości i współbieżności
    • Uwaga na potencjalny narzut
  • Architektura funkcyjna w świecie imperatywnym
    • Od obiektów do wartości
    • Separacja zagadnień
    • Różne rozmiary FC/IS
    • Testowanie FC/IS
  • Jeszcze kilka słów na temat funkcyjnego podejścia do Javy
  • Podsumowanie