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Java字符串操作的函数式方法

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2023年12月11日
本文深入探讨了String类中的一些方法,这些方法支持以函数式编程方式进行处理。

最近的Java更新中,String类经历了一系列重要的方法添加。某些方法现在会产生Stream类的实例,而其中一些是高阶函数。加入这些方法的意图是为了以流式处理的方式提供一种简化处理字符串的方法。

以流式处理的方式处理字符串的优势在于简化代码和增强表现力。这使得应用过滤、映射、归约等操作变得更加容易。

另一个优势是Stream API能够实现并行处理,允许利用返回流的这些方法进行并行流处理。这使得可以利用多核处理器高效处理大字符串。

本文深入探讨了String类中的一些方法,使得处理可以以函数式编程的方式进行。

# chars() : 'chars()'方法通过返回IntStream,有效地管理Java中的字符。这个IntStream代表一系列整数值,每个值对应于提供的字符串中的字符的Unicode代码点。

代码点是Unicode标准中分配给字符的数字标识符,用于字符编码。

让我们通过一个例子来理解'chars()'。编写一个程序,从字符串中移除给定的字符。让我们通过一种命令式、非函数式的方式来解决这个挑战,避免使用chars()或流的方法。

private static String removeChar(String input, char c){
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    char[] charArray = input.toCharArray();
    for (char ch : charArray) {
        if (ch != c) {
            sb.append(ch);
        }
    }
    return sb.toString();
}

让我们将其与函数式方法进行比较:

private static String removeChar(String str, char c){
    return str.chars()
              .filter(ch -> ch != c)
              .mapToObj(ch -> String.valueOf((char) ch))
              .collect(Collectors.joining());
}

命令式、非函数式的方法涉及使用StringBuilder对字符进行传统迭代,以构建修改后的字符串。另一方面,函数式方法利用了chars()方法和Stream API,提供了更简洁、更具表现力的解决方案。

# transform() : transform函数是一个接受Function作为参数的高阶函数。transform函数提供了一种更简洁、更函数式的方式来应用转换到字符串上。

transform函数可以用于在字符串中链接转换,例如,考虑这样一个场景,您想要清理和格式化在表单中输入的用户输入。用户可能会输入带有额外空格、混合大小写和不必要字符的名称。可以使用字符串链接来标准化和清理这个输入。

String userInput = "  JoHN-dOe  ";
String cleanedInput = userInput
                           .transform(String :: trim)
                           .transform(String :: toLowerCase)
                           .transform(user -> user.replaceAll("-", ""));
cleanedInput // johndoe

# lines() : lines函数从给定的字符串中提取行,并返回一个流,这些行由行终止符(如\n、\r和\r\n)分隔。Java String lines()方法由于其惰性元素提供和更快地检测行终止符而证明了其优势。在字符串为空的情况下,lines()函数返回零行。

String text = "The lines function returns a stream of lines extracted ,\nThe Java String lines() method proves advantageous ;\nIn cases where the string is empty,\n"
        + "the lines’ function returns zero lines.";

text.lines()
        .map(String :: toUpperCase)
        .filter(line -> line.contains("I"))
        .forEach(System.out::println);

'text'字符串包含多行文本。我们使用lines()方法从文本中获取行的流。然后我们使用map操作将每一行转换为大写。filter操作被应用于仅保留包含字母'I'的行,forEach操作打印修改后的行。

这些函数提供了一种强大而简洁的处理字符串的方式。它们通过利用流进行高效的操作和过滤,促进了不可变性,提供了一种函数式的方式。将这些函数与其他流操作链接起来,可以进行复杂而简洁的转换,促进了更清晰和更函数式的风格。

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