Java 支持柯里化吗？

Question

我想知道是否有任何方法可以在 Java 中提取它。我认为没有对闭包的原生支持是不可能的。

Answer 1

Java 8（2014 年 3 月 18 日发布）确实支持柯里化。 the answer by missingfaktor 中发布的示例 Java 代码可以改写为：

import java.util.function.*;
import static java.lang.System.out;

// Tested with JDK 1.8.0-ea-b75
public class CurryingAndPartialFunctionApplication
{
   public static void main(String[] args)
   {
      IntBinaryOperator simpleAdd = (a, b) -> a + b;
      IntFunction<IntUnaryOperator> curriedAdd = a -> b -> a + b;

      // Demonstrating simple add:
      out.println(simpleAdd.applyAsInt(4, 5));

      // Demonstrating curried add:
      out.println(curriedAdd.apply(4).applyAsInt(5));

      // Curried version lets you perform partial application:
      IntUnaryOperator adder5 = curriedAdd.apply(5);
      out.println(adder5.applyAsInt(4));
      out.println(adder5.applyAsInt(6));
   }
}

... 这很不错。就个人而言，在 Java 8 可用的情况下，我认为没有理由使用 Scala 或 Clojure 等替代 JVM 语言。当然，它们提供了其他语言功能，但这不足以证明过渡成本和 IMO 较弱的 IDE/工具/库支持是合理的。

Answer 2

Currying 和部分应用程序在 Java 中是绝对可行的，但所需的代码量可能会让你望而却步。

---

一些代码用于演示 Java 中的柯里化和部分应用：

interface Function1<A, B> {
  public B apply(final A a);
}

interface Function2<A, B, C> {
  public C apply(final A a, final B b);
}

class Main {
  public static Function2<Integer, Integer, Integer> simpleAdd = 
    new Function2<Integer, Integer, Integer>() {
      public Integer apply(final Integer a, final Integer b) {
        return a + b;
      }
    };  

  public static Function1<Integer, Function1<Integer, Integer>> curriedAdd = 
    new Function1<Integer, Function1<Integer, Integer>>() {
      public Function1<Integer, Integer> apply(final Integer a) {
        return new Function1<Integer, Integer>() {
          public Integer apply(final Integer b) {
            return a + b;
          }
        };
      }
    };

  public static void main(String[] args) {
    // Demonstrating simple `add`
    System.out.println(simpleAdd.apply(4, 5));

    // Demonstrating curried `add`
    System.out.println(curriedAdd.apply(4).apply(5));

    // Curried version lets you perform partial application 
    // as demonstrated below.
    Function1<Integer, Integer> adder5 = curriedAdd.apply(5);
    System.out.println(adder5.apply(4));
    System.out.println(adder5.apply(6));
  }
}

---

这里的 FWIW 是上面 Java 代码的 Haskell 等价物：

simpleAdd :: (Int, Int) -> Int
simpleAdd (a, b) = a + b

curriedAdd :: Int -> Int -> Int
curriedAdd a b = a + b

main = do
  -- Demonstrating simpleAdd
  print $ simpleAdd (5, 4)

  -- Demonstrating curriedAdd
  print $ curriedAdd 5 4

  -- Demostrating partial application
  let adder5 = curriedAdd 5 in do
    print $ adder5 6
    print $ adder5 9

Answer 3

Java 8 有很多用于 Currying 的选项。函数类型 Javaslang 和 jOOλ 都提供开箱即用的 Currying（我认为这是 JDK 中的一个疏忽），CyclopsFunctions module 有一组Currying JDK 函数和方法引用的静态方法。例如

  Curry.curry4(this::four).apply(3).apply(2).apply("three").apply("4");

  public String four(Integer a,Integer b,String name,String postfix){
    return name + (a*b) + postfix;
 }

“Currying”也可供消费者使用。例如，要返回一个具有 3 个参数的方法，其中 2 个已经应用，我们会做类似的事情

 return CurryConsumer.curryC3(this::methodForSideEffects).apply(2).apply(2);

Javadoc

Answer 4

编辑：截至 2014 年和 Java 8，Java 中的函数式编程现在不仅可以实现，而且不丑（我敢说漂亮）。参见例如Rogerio's answer。

旧答案：

如果您打算使用函数式编程技术，Java 不是最佳选择。正如missingfaktor 所写，您将不得不编写大量代码来实现您想要的。

另一方面，您不仅限于 JVM 上的 Java - 您可以使用 Scala 或 Clojure，它们是函数式语言（事实上，Scala 既是函数式语言又是 OO）。

Answer 5

柯里化需要返回一个函数。这在 java 中是不可能的（没有函数指针），但我们可以定义并返回一个包含函数方法的类型：

public interface Function<X,Z> {  // intention: f(X) -> Z
   public Z f(X x);
}

现在让我们curry一个简单的除法。我们需要一个分隔符：

// f(X) -> Z
public class Divider implements Function<Double, Double> {
  private double divisor;
  public Divider(double divisor) {this.divisor = divisor;}

  @Override
  public Double f(Double x) {
    return x/divisor;
  }
}

还有一个DivideFunction：

// f(x) -> g
public class DivideFunction implements Function<Double, Function<Double, Double>> {
  @Override
  public function<Double, Double> f(Double x) {
    return new Divider(x);
  }

现在我们可以进行柯里化除法了：

DivideFunction divide = new DivideFunction();
double result = divide.f(2.).f(1.);  // calculates f(1,2) = 0.5

Answer 6

可以使用 Java 7 MethodHandles 模拟柯里化： http://www.tutorials.de/threads/java-7-currying-mit-methodhandles.392397/

import java.lang.invoke.MethodHandle;
import java.lang.invoke.MethodHandles;
import java.lang.invoke.MethodType;

public class MethodHandleCurryingExample {
    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup();
        MethodHandle sum = lookup.findStatic(Integer.class, "sum", MethodType.methodType(int.class, new Class[]{int.class, int.class}));
        //Currying
        MethodHandle plus1 = MethodHandles.insertArguments(sum,0,1);
        int result = (int) plus1.invokeExact(2);
        System.out.println(result); // Output: 3
    }
}

Answer 7

是的，请自行查看代码示例：

import java.util.function.Function;

public class Currying {

    private static Function<Integer, Function<Integer,Integer>> curriedAdd = a -> b -> a+b ;

    public static void main(String[] args) {

        //see partial application of parameters
        Function<Integer,Integer> curried = curriedAdd.apply(5);
        //This partial applied function can be later used as
        System.out.println("ans of curried add by partial application: "+ curried.apply(6));
        // ans is 11

        //JS example of curriedAdd(1)(3)
        System.out.println("ans of curried add: "+ curriedAdd.apply(1).apply(3));
        // ans is 4

    }

}

这是一个简单的例子，curriedAdd 是一个返回另一个函数的 curried 函数，这可以用于 部分应用参数 存储在 curried 本身就是一个函数。现在，当我们在屏幕上打印它时，它会完全应用。

此外，稍后您可以看到如何以 JS 样式使用它

curriedAdd.apply(1).apply(2) //in Java
//is equivalent to 
curriedAdd(1)(2) // in JS

Answer 8

嗯，Scala、Clojure 或 Haskell（或任何其他函数式编程语言...）绝对是用于柯里化和其他函数式技巧的语言。 p>

话虽如此，在没有大量样板文件的情况下使用 Java 进行 curry 肯定是可能的（不过，必须明确说明类型会造成很大的伤害 - 只需看看 curried 示例 ;-) ）。

下面的测试展示了两者，currying将Function3 转换为Function1 => Function1 => Function1：

@Test
public void shouldCurryFunction() throws Exception {
  // given
  Function3<Integer, Integer, Integer, Integer> func = (a, b, c) -> a + b + c;

  // when
  Function<Integer, Function<Integer, Function<Integer, Integer>>> cur = curried(func);

  // then
  Function<Integer, Function<Integer, Integer>> step1 = cur.apply(1);
  Function<Integer, Integer> step2 = step1.apply(2);
  Integer result = step2.apply(3);

  assertThat(result).isEqualTo(6);
}

以及部分应用程序，尽管在​​此示例中它并不是真正的类型安全：

@Test
public void shouldCurryOneArgument() throws Exception {
  // given
  Function3<Integer, Integer, Integer, Integer> adding = (a, b, c) -> a + b + c;

  // when
  Function2<Integer, Integer, Integer> curried = applyPartial(adding, _, _, put(1));

  // then
  Integer got = curried.apply(0, 0);
  assertThat(got).isEqualTo(1);
}

这取自我刚刚在 JavaOne 之前实现的一个概念证明，明天一小时后“因为我很无聊”；-) 代码可在此处获得：https://github.com/ktoso/jcurry

一般的想法可以扩展为 FunctionN => FunctionM，相对容易，虽然“真正的类型安全”对于部分应用程序示例仍然是一个问题，并且 currying 示例需要在 jcurry 中使用大量的样板代码strong>，但它是可行的。

总而言之，这是可行的，但在 Scala 中它是开箱即用的 ;-)

Answer 9

更多关于 Java 8 的可能性：

BiFunction<Integer, Integer, Integer> add = (x, y) -> x + y;

Function<Integer, Integer> increment = y -> add.apply(1, y);
assert increment.apply(5) == 6;

你也可以像这样定义实用方法：

static <A1, A2, R> Function<A2, R> curry(BiFunction<A1, A2, R> f, A1 a1) {
    return a2 -> f.apply(a1, a2);
}

这为您提供了一种更具可读性的语法：

Function<Integer, Integer> increment = curry(add, 1);
assert increment.apply(5) == 6;

Answer 10

在 Java 中总是可以对方法进行柯里化，但它不以标准方式支持它。试图实现这一点很复杂，并且使代码非常难以阅读。 Java 不是合适的语言。

Answer 11

Java 6+ 的另一种选择

abstract class CurFun<Out> {

    private Out result;
    private boolean ready = false;

    public boolean isReady() {
        return ready;
    }

    public Out getResult() {
        return result;
    }

    protected void setResult(Out result) {
        if (isReady()) {
            return;
        }

        ready = true;
        this.result = result;
    }

    protected CurFun<Out> getReadyCurFun() {
        final Out finalResult = getResult();
        return new CurFun<Out>() {
            @Override
            public boolean isReady() {
                return true;
            }
            @Override
            protected CurFun<Out> apply(Object value) {
                return getReadyCurFun();
            }
            @Override
            public Out getResult() {
                return finalResult;
            }
        };
    }

    protected abstract CurFun<Out> apply(final Object value);
}

那么你可以通过这种方式实现柯里化

CurFun<String> curFun = new CurFun<String>() {
    @Override
    protected CurFun<String> apply(final Object value1) {
        return new CurFun<String>() {
            @Override
            protected CurFun<String> apply(final Object value2) {
                return new CurFun<String>() {
                    @Override
                    protected CurFun<String> apply(Object value3) {
                        setResult(String.format("%s%s%s", value1, value2, value3));
//                        return null;
                        return getReadyCurFun();
                    }
                };
            }
        };
    }
};

CurFun<String> recur = curFun.apply("1");
CurFun<String> next = recur;
int i = 2;
while(next != null && (! next.isReady())) {
    recur = next;
    next = recur.apply(""+i);
    i++;
}

// The result would be "123"
String result = recur.getResult();

Answer 12

虽然您可以在 Java 中进行 Currying，但它很难看（因为它不受支持）在 Java 中，使用普通循环和简单表达式更简单、更快捷。如果您发布一个使用柯里化的示例，我们可以建议做同样事情的替代方案。

Answer 13

这是一个用于在 Java 中进行柯里化和部分应用程序的库：

https://github.com/Ahmed-Adel-Ismail/J-Curry

它还支持将 Tuples 和 Map.Entry 解构为方法参数，例如将 Map.Entry 传递给采用 2 个参数的方法，因此 Entry.getKey() 将转到第一个参数，然后是 Entry。 getValue() 将用于第二个参数

README 文件中的更多详细信息

Answer 14

在 Java 8 中使用 Currying 的优势在于，它允许您定义高阶函数，然后以链式、优雅的方式传递一阶函数和函数参数。

这是微积分的一个例子，导数函数。

1. 让我们将导数函数近似定义为 (f(x+h)-f(x))/h。这将是高阶函数
2. 让我们计算 2 个不同函数的导数，1/x，以及标准化的高斯分布

    package math;

    import static java.lang.Math.*;
    import java.util.Optional;
    import java.util.function.*;

    public class UnivarDerivative
    {
      interface Approximation extends Function<Function<Double,Double>, 
      Function<Double,UnaryOperator<Double>>> {}
      public static void main(String[] args)
      {
        Approximation derivative = f->h->x->(f.apply(x+h)-f.apply(x))/h;
        double h=0.00001f;
        Optional<Double> d1=Optional.of(derivative.apply(x->1/x).apply(h).apply(1.0)); 
        Optional<Double> d2=Optional.of(
        derivative.apply(x->(1/sqrt(2*PI))*exp(-0.5*pow(x,2))).apply(h).apply(-0.00001));
        d1.ifPresent(System.out::println); //prints -0.9999900000988401
        d2.ifPresent(System.out::println); //prints 1.994710003159016E-6
      }
    }

Answer 15

是的，我同意 @Jérôme 的观点，Java 8 中的 curring 不支持像 Scala 或其他函数式编程语言那样的标准方式。

public final class Currying {
  private static final Function<String, Consumer<String>> MAILER = (String ipAddress) -> (String message) -> {
    System.out.println(message + ":" + ipAddress );
  };
  //Currying
  private static final Consumer<String> LOCAL_MAILER =  MAILER.apply("127.0.0.1");

  public static void main(String[] args) {
      MAILER.apply("127.1.1.2").accept("Hello !!!!");
      LOCAL_MAILER.accept("Hello");
  }
}

Answer 16

虽然所有其他答案都集中在特定示例上，但我仍然想提供一个通用解决方案，将二进制函数转换为柯里化函数。

private static <A, B, C> Function<A, Function<B, C>> Curry(BiFunction<A, B, C> f) {
    return a -> b -> f.apply(a, b);
}

Answer 17

// Usage of `BiFnCurry.curry` defined below
someStream.map(curry(this::someBiFunction).apply(1stBiFnParam))
// someBiFunction is Function<1stBiFnParam, 2ndBiFnParam, R>
// curry(this::someBiFunction).apply(1stBiFnParam) returns Function<2ndBiFnParam, R>

public class BiFnCurry {
    public static <T1, T2, R> Function<T1, Function<T2, R>> curry(BiFunction<T1, T2, R> biFn) {
        return t1 -> (t2 -> biFn.apply(t1, t2));
    }
}