前言:
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循环语句是编程的基本组成部分。列表中的每一项都有用处,读取输入,直到输入结束,在屏幕上放置n个输入框。每当看到PR中的代码添加了循环语句,我都怒不可遏。现在我必定仔细检查代码,确保循环可以终止。
我希望所有运行良好的语句库中都看不到循环语句的踪影,但仍然有一些悄悄混进来,所以我想告诉大家如何消除循环语句。
让循环语句终结的关键是函数式编程。只需提供要在循环中执行的代码以及循环的参数(需要循环的内容)即可。我用Java作示范语言,但其实许多语言都支持这种类型的函数式编程,这种编程可以消除代码中的循环。
最简单的情况是对列表中的每个元素执行操作。
List<Integer> list = List.of(1, 2, 3);// bare for loop. for(int i : list) { System.out.println("int = "+ i);}// controlled for eachlist.forEach(i -> System.out.println("int = " + i));
在这种最简单的情况下,无论哪种方法都没有太大优势。但第二种方法可以不使用bare for循环,而且语法更简洁。
我觉得forEach语句也有问题,应该只应用于副作用安全的方法。我所说的安全副作用是指不改变程序状态。上例只是记录日志,因此使用无碍。其他有关安全副作用的示例是写入文件、数据库或消息队列。
不安全的副作用会更改程序状态。下面为示例及其解决方法:
// bad side-effect, the loop alters sumint sum = 0;for(int i : list) { sum += i;}System.out.println("sum = " + sum);// no side-effect, sum iscalculated by loopsum = list .stream() .mapToInt(i -> i) .sum();System.out.println("sum = " + sum);
另一个常见的例子:
// bad side-effect, the loop alters list2List<Integer> list2 = new ArrayList<>();for(int i : list) { list2.add(i);}list2.forEach(i -> System.out.println("int = " + i));// no sideeffect, the second list is built by the looplist2 = list .stream() .collect(Collectors.toList());list2.forEach(i -> System.out.println("int = " + i));
当你需要处理列表项方法中的索引时就会出现问题,但可以解决,如下:
// bare for loop with index:for(int i = 0; i < list.size(); i++) { System.out.println("item atindex " + i + " = " + list.get(i));}// controlled loop with index:IntStream.range(0, list.size()) .forEach(i ->System.out.println("item at index " + i + " = " + list.get(i)));
老生常谈的问题:读取文件中的每一行直到文件读取完毕如何解决?
BufferedReader reader = new BufferedReader( new InputStreamReader( LoopElimination.class.getResourceAsStream("/testfile.txt")));// while loop with clumsy looking syntaxString line;while((line = reader.readLine()) != null) { System.out.println(line);}reader = new BufferedReader( new InputStreamReader( LoopElimination.class.getResourceAsStream("/testfile.txt")));// less clumsy syntaxreader.lines() .forEach(l ->System.out.println(l));
应对上述情况有一个非常简便的lines方法,可以返回Stream类型。但是如果一个字符一个字符地读取呢?InputStream类没有返回Stream<Character>的方法。我们必须创建自己的Stream:
InputStream is = LoopElimination.class.getResourceAsStream("/testfile.txt");// while loop with clumsy looking syntaxint c;while((c = is.read()) != -1) { System.out.print((char)c);}// But this is even uglierInputStream nis = LoopElimination.class.getResourceAsStream("/testfile.txt");// Exception handling makes functional programming uglyStream.generate(() -> { try { return nis.read(); } catch (IOException ex) { throw new RuntimeException("Errorreading from file", ex); }}) .takeWhile(ch -> ch != -1) .forEach(ch ->System.out.print((char)(int)ch));
这种情况下while循环看起来更好。此外,Stream版本还使用了可以返回无限项目流的 generate函数,因此必须进一步检查以确保生成过程终止,这是由于takeWhile方法的存在。
InputStream类存在问题,因为缺少peek 方法来创建可轻松转换为Stream的Iterator。它还会抛出一个检查过的异常,这样函数式编程就会杂乱无章。在这种情况下可以使用while语句让PR通过。
为了使上述问题更简洁,可以创建一个新的IterableInputStream类型,如下:
static class InputStreamIterable implements Iterable<Character> { private final InputStream is; public InputStreamIterable(InputStreamis) { this.is = is; } public Iterator<Character>iterator() { return newIterator<Character>() { public boolean hasNext() { try { // poor man's peek: is.mark(1); boolean ret = is.read() !=-1; is.reset(); return ret; } catch (IOException ex) { throw new RuntimeException( "Error readinginput stream", ex); } } public Character next() { try { return (char)is.read(); } catch (IOException ex) { throw new RuntimeException( "Error readinginput stream", ex); } } }; }}
这样就大大简化了循环问题:
// use a predefined inputstream iterator:InputStreamIterable it = new InputStreamIterable( LoopElimination.class.getResourceAsStream("/testfile.txt"));StreamSupport.stream(it.spliterator(), false) .forEach(ch -> System.out.print(ch));
如果你经常遇到此类while循环,那么你可以创建并使用一个专门的Iterable类。但如果只用一次,就不必大费周章,这只是新旧Java不兼容的一个例子。
所以,下次你在代码中写for 语句或 while语句的时候,可以停下来思考一下如何用forEach 或 Stream更好地完成你的代码。
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标签: #java for循环结束本次循环 #c语言退出while循环