函数式编程方式：如何避免 Java 中复制对象的开销？答案

【问题标题】：Functional Programming Way: How to avoid overhead of copy object in Java?函数式编程方式：如何避免 Java 中复制对象的开销？
【发布时间】：2015-08-01 12:26:06
【问题描述】：

我是函数式编程的新手。我可能对函数式编程 (FP) 有误解，但我认为纯 FP 语言不允许可变对象。

我有两个问题。一个是理论上的，另一个是关于具体的 Java 代码的。

问题 1 纯 FP 语言如何避免复制对象的性能开销？

var x = getMassiveObject()
var y = f(x)

我认为x 必须复制到f 中，因为x 是不可变的，没有人可以触及x 的内存空间。如果x 很大，复制过程似乎需要很多时间。

但是，我没有阅读任何关于这一点的讨论，所以我相信在 FP 语言中没有这种开销。

那么，我的第一个问题是 FP 语言如何避免复制不可变大对象的开销？

问题2 我想用 FP 方式构建 Java 程序以避免副作用。 我的第二个问题是如何重写下面的代码以消除复制开销？

public void main(){
  MassiveClass m = new MassiveClass();
  MassiveClass n = convert(m);
}

public MassiveClass convert(MassiveClass arg){
  MassiveClass arg2 = deepCopy(arg); // copy arg because arg should not be modified
  arg2.var = 100;
  return arg2
}

【问题讨论】：

如果你想改变一些东西，但又不想修改原来的东西，那你怎么可能不复制呢？如果您只更改一个字段，则充其量不需要深拷贝。
一种选择是使用包装器。我不是说这样做了，但是当然可以让 WrapperClass 扩展 MassiveClass 并通过委托将 MassiveClass 的方法实现为包含的、未修改的大规模。
浅拷贝就够了
@immibis 谢谢。您的意思是当需要修改实例时，FP 语言总是会受到复制开销的影响？
这个问题对函数式编程和可变性有一个很好的答案。 stackoverflow.com/questions/1020653/…，您可能还对 functionaljava.org 上的函数式 Java 感兴趣，并查看 Neal Ford 创建的一些资料，例如 IBM Developer Works 库 ibm.com/developerworks/library/j-ft1 上的系列文章

标签： java functional-programming

【解决方案1】：

第一个问题： x 未被复制。它被传递给函数f。不变性意味着x 将保持不变，其状态在构造后和对象生命周期结束之前都不会改变。

第二个问题：为了使一个对象在 Java 中不可变，它的所有字段都应该是不可变的。如果你把List 作为一个字段放在MassiveClass 中，它就不再是不可变的了。您必须像以前那样进行防御性复制。

【讨论】：

谢谢，但我相信 x 在获取 f 中的更新对象之前（至少隐式地）被复制。这是因为@immibis 在评论部分提到的相同原因。
好吧，你相信的可能不是真的。 x 的地址被复制，而不是 x 本身。当你调用f(m) 时，m 是Java 中的MassiveObject，m 的地址被复制，而不是m 本身。这就是不变性的全部意义所在。该类必须是不可变的，因为对象是在程序中传递的。它不应该在构造后允许任何突变。
谢谢，但我仍然认为我的假设是正确的。在 Java 中，只传递一个引用。这就是为什么我认为在获取更新的对象之前复制参数是必要的，它会导致开销。但是，在 FP 中，这种开销似乎不是问题。所以，我的问题是如何在 FP 中避免开销，以及如何在 Java 中实现这一点。
@rkjt50r983 我相信你们不了解对方，因为你们在最初的问题 #1 中忘记说 f() 做什么 和 returns。它是否像您在问题 #2 中的 convert() 方法一样？
@rkjt50r983 你错了。在纯 FP 中，数据是不可变的，因此不会更新。因此，无需复制它们。