Conociendo las Expresionas Lambdas: desde lo simple hasta lo avanzado.
Veamos las expresiones Lambda, desde lo simple hasta lo complejo, para saber cómo aplicarlo y por qué aplicarlo.
Vamos
(Esta es una traducción libre de: https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/lambdaexpressions.html)Caso
import java.time.LocalDate;
import java.time.temporal.ChronoUnit;
public record Person(String name, LocalDate birthday, Sex gender, String email) {
public long getAge() {
return ChronoUnit.YEARS.between(LocalDate.now(), birthday);
}
public void print() {
System.out.printf("name:%s birthday:%s gender:%s email:%s\n",
name, birthday, gender, email);
}
}
enum Sex {
MALE, FEMALE
}
Paso 1: Crear método que liste las personas con características específicas
La manera más simple es crear métodos que busquen específicamente de acuerdo a una característica, por ejemplo, los que tienen una edad indicada:
static void printPersonsOlderThan(List<Person> persons, int age) {
for (var person : persons) {
if (person.getAge() >= age) {
person.print();
}
}
}
El problema de hacer esto es que deberíamos crear tantos métodos cómo variaciones de búsquedas y combinaciones necesitamos. Por ejemplo, un rango de edades:
Paso 2: Crear método que liste las personas con características más específicas
static void printPersonsWithinAgeRange(List<Person> persons, int low, int high) {
for (var person : persons) {
if (person.getAge() >= low && person.getAge() <= high) {
person.print();
}
}
}
Ahora bien ¿qué pasa si quisiéramos poner más filtros, buscar por nombre, restringir por correo y/o por sexo? crear más métodos? ¿Por qué no crear un método genérico y que la condición sea lo que cambie?
Paso 3: Criterio de búsqueda en una clase aparte
Ok, para esto vamos crear una interfaz que va a tener una función que
devolverá true si el elemento recibido por parámetro es
considerado en el filtro o no. Y, dependiendo de su implementación, podremos
crear tantas clases como criterios de selección necesitemos:
interface CheckPerson {
boolean evaluate(Person p);
}
Y modificamos nuestro método de listado de personas de la siguiente manera:
static void printPersons(List<Person> persons, CheckPerson checkPerson) {
for (var person : persons) {
if (checkPerson.evaluate(person)) {
person.print();
}
}
}
Ahora sí, tenemos un método más limpio, más "genérico" y reutilizable... y esa es la idea principal cuando hacemos programas con poco código.... aunque ¿cómo implementamos el filtro?. Veamos. Queremos filtrar todas las personas que son masculinas y que tengan edad entre 18 y 25 años. Para ello necesitamos implementar la interfaz, instanciar esa clase y pasarla como parámetro del método, así:
// Implementando la interfaz
class SelectPersonCheckPerson implements CheckPerson {
@Override
public boolean evaluate(Person person) {
return person.gender() == Sex.MALE
&& person.getAge() >= 18
&& person.getAge() <= 15;
}
}
// Invocando al método printPersons(persons, new SelectPersonCheckPerson());
Pero.... ¿tendríamos que hacer tantas clases como criterios que necesitamos? Se va a gastar mi tinta!
Paso 4: Usando clases anónimas
Una de las características de Java es permitir instanciar interfaces sin
necesitar de implementarlas. Es decir, ni bien se hace new a la
interfaz, en ese mismo momento se puede implementar su lógica. Eso nos ahorra
mucho código. Así que, para evitar crear la clase
SelectPersonCheckPerson, podemos hacer la siguiente invocación en
el método printPersons():
printPersons(persons, new CheckPerson() {
@Override
public boolean evaluate(Person person) {
return person.gender() == Sex.MALE
&& person.getAge() >= 18
&& person.getAge() <= 15;
}
});
Paso 5: Especificando criterio de búsqueda con Expresiones Lambda
Ahora sí, después de toda esta introducción, vamos a ver cómo se aplica las funciones lambdas. El código anterior se puede reducir a esto:
printPersons(persons, (Person person) -> person.gender() == Sex.MALE
&& person.getAge() >= 18
&& person.getAge() <= 15);
Esto funciona porque la interfaz CheckPerson es una interfaz
funcional.
Una interfaz funcional es una interaz que contiene un solo método
abstracto. Puede tener otros métodos default, estáticos, pero solo tiene uno
abstracto. Y como tiene uno solo, se puede omitir en la implementación. Por
eso es que allí ya no vemos el nombre del método, solo el parámetro (Person),
una flecha (que indica que a partir de allí es la función en una sola línea) y
el resultado de esa línea es lo que devuelve esa función.
Como "bonus code track" para asegurarnos de que esa interfaz solo acepte una
única clase, agreguemos la siguiente notación:
@FunctionalInterface:
@FunctionalInterface
interface CheckPerson {
boolean evaluate(Person p);
}
Paso 6: Usando interfaces estándar con Expresiones Lambda
Nuestra interfaz CheckPerson es bastante simple. El JDK ya está
implementado con varias interfaces funcionales para que nosotros lo
utilicemos. Por ejemplo, nuestra interfaz solo permite un tipo. Existe otra
interfaz funcional que usa genéricos y permite cualquier clase como parámetro:
java.util.function.Predicate.
Por ello, nuestro método de imprimir personas sería así:
static void printPersonsWithPredicate(List<Person> persons, Predicate<Person> checkperson) {
for (var person : persons) {
if (checkperson.test(person)) {
person.print();
}
}
}
Y la llamada al método es similar al que hicimos antes:
printPersonsWithPredicate(persons, person -> person.gender() == Sex.MALE
&& person.getAge() >= 18
&& person.getAge() <= 15);
Paso 7: Usando Expresiones Lambdas más allá, en toda la aplicación
Reconsideremos nuestro último método que hemos creado.
static void printPersonsWithPredicate(List<Person> persons, Predicate<Person> checkperson) {
for (var person : persons) {
if (checkperson.test(person)) {
person.print();
}
}
}
Sabemos que funciona bastante bien. Pero veamos nuevamente lo que hace:
Verifica cada instancia de la lista de personas. Si cumple con los
criterios que está enviado por parámetro, invoca al método
print() de cada instancia.. Si antes estábamos "amarrados" con el criterio de selección y pensábamos
que deberíamos crear un método por cada criterior, ahora tenemos un problema
similar. En todos los casos invoca al método print(). ¿No
deberíamos, también, generalizar esa acción? ¿Y si también lo ponemos como un
lambda?
Como se mencionó antes, hay varias interfaces funcionales ya preparadas en el
JDK que podemos echar mano de ellas. Hay una interfaz que representa a una
invocación a un método, no devuelve nada pero recibe un parámetro. Se llama
java.util.function.Consumer
Y con ello creariamos nuestro método así:
static void processPersons(List<Person> persons,
Predicate<Person> checkPerson,
Consumer<Person> consumer) {
for (var person : persons) {
if (checkPerson.test(person)) {
consumer.accept(person);
}
}
}
Y se invoca de la siguiente manera:
processPersons(
persons,
p -> p.gender() == Sex.MALE
&& p.getAge() >= 18
&& p.getAge() <= 15,
p -> p.print());
Y así como existe la interfaz Consumer que solo recibe un
parámetro, también existe la interfaz
java.util.function.Function
que recibe un parámetro y devuelve un valor. Por ejemplo queremos que después
de todo ese filtro, queremos que se reciba su correo electrónico y lo imprima.
El método debería recibir la función que debería procesar genéricamente esos
parámetros. Recordemos que ese método sigue siendo agnóstico. No sabe lo que
va a recibir, solo hará algo genérico:
static void processPersonsWithFunction(
List<Person> persons,
Predicate<Person> checkPerson,
Function<Person, String> getField,
Consumer<String> consumer
) {
for (var person : persons) {
if (checkPerson.test(person)) {
String data = getField.apply(person); //esta es la función
consumer.accept(data);
}
}
}
Y la invocación sería:
processPersonsWithFunction(
persons,
p -> p.gender() == Sex.MALE
&& p.getAge() >= 18
&& p.getAge() <= 15,
p -> p.email(),
email -> System.out.println(email));
También hay otras que reciben dos parámetros, tres, etc. Solo hay que mirar más ese paquete.
Paso 8: Más genéricos
Reconsideremos nuestro último método que ha evolucionado bastante:
static void processPersonsWithFunction(
List<Person> persons,
Predicate<Person> checkPerson,
Function<Person, String> getField,
Consumer<String> consumer
) {
for (var person : persons) {
if (checkPerson.test(person)) {
String data = getField.apply(person); //esta es la función
consumer.accept(data);
}
}
}
Podemos darnos cuenta que dentro del método no estamo usando ningún atributo
propio de nuestro registro Person. Practicamente todos los
procesamientos son datos en los parámetros. Los únicos tipos definidos son:
Person y String y de eso dependen los parámetros....
o los parámetros hacen depender a quiénes llaman. Así que vamos hacer un
último cambio a este método: usar genérico para todo, porque - al final - este
método puede servir para otros tipos de datos, y también habrá un filtro y un
procesamiento de datos. Para hacerlo más genérico, usaremos la interfaz más
genérica de List de tal manera que puera ser utilizada en un
for.... y eso es un Iterable. Así que vamos a por
ello:
static <X, Y> void processElements(
Iterable<X> iterable,
Predicate<X> tester,
Function<X, Y> mapper,
Consumer<Y> consumer
) {
for (X element : iterable) {
if (tester.test(element)) {
Y data = mapper.apply(element);
consumer.accept(data);
}
}
}
Y la invocación sería:
processElements(
persons,
p -> p.gender() == Sex.MALE
&& p.getAge() >= 18
&& p.getAge() <= 15,
p -> p.email(),
email -> System.out.println(email));
Paso 9: Operaciones agregadas. Todo, lo mismo, pero desde la misma colección.
Ahora que ya estamos muy bien preparados sobre cómo funciona las expresiones
lambdas, podemos recorrer la colección persons y allí mismo hacer
todo lo anterior, sin crear funciones adicionales, ni usar for.
Las colecciones, a partir de Java 8, tienen una característica llamada
Streams, que permite recorrer sus elementos como - justamente - flujos, y allí
se pueden usar expresiones lambdas. Veamos cómo sería usando todo lo visto
hasta ahora pero desde un stream de la colección:
persons
.stream() //obtiene la fuente de los objetos
.filter( //filtra los objetos. Debe devolver un boolean
p -> p.gender() == Sex.MALE
&& p.getAge() >= 18
&& p.getAge() <= 15
)
.map( //obtiene un nuevo valor a partir del parámetro
p -> p.email()
).forEach( //realiza un acción por cada elemento recibido
email -> System.out.println(email)
);
¿Qué hace cada método? Aquí veamos utilizado en el código anterior:
Stream<E> stream(): Obtiene una fuente de objetos-
Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate): Filtra los objetos que coincidan con el objeto Predicado -
<R> Stream<R> map(Function<? super T,? extends R> mapper): Mapea, convierte, transforma el resultado recibido por parámetro y lo devuelve al stream -
void forEach(Consumer<? super T> action): Realiza una acción específica por cada elemento recibido en el parámetro.
Finalizando
Espero que esta explicación haya sido satisfactoria. Como dije al inicio me he basado en el tutorial que tiene Oracle, y traté de hacerlo un poco más explicativo.
El código fuente lo puedes encontrar a continuación:
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