212. Java 函数式编程风格 – Java 编程风格转换：命令式 vs 函数式（以循环为例）

🎯 命令式 vs 函数式编程风格

Java 在 8 之前，主要支持的是 面向对象 + 命令式编程。而从 Java 8 开始，引入了 函数式编程风格（Functional Programming），让我们可以使用 lambda 表达式、Stream API 等现代特性来简洁、表达式化地处理数据。

✅ 命令式（Imperative）

• 告知计算机做什么，也要告知它怎么做。
• 一般是通过显式的 for 或 while 循环来完成。
• 列如：拿出列表中的偶数，加 1，存到新列表中。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
List<Integer> result = new ArrayList<>();
for (int number : numbers) {
    if (number % 2 == 0) {
        result.add(number + 1);
    }
}
System.out.println(result); // [3, 5]

✅ 函数式（Functional / Declarative）

• 告知计算机做什么，但不关心怎么做。
• 借助 Stream API，使用 filter、map、collect 等操作。
• 更接近自然语言的描述，可读性高。

List<Integer> result = numbers.stream()
    .filter(n -> n % 2 == 0)
    .map(n -> n + 1)
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(result); // [3, 5]

🔄 为什么要从命令式转向函数式？

函数式风格最初看起来可能有点陌生，但一旦掌握，就会发现它更符合人类的表达方式，也更容易组合、调试、并行化。

🔁 示例对比：转换常见的循环代码

🌟 场景一：从列表中取出所有长度> 3的字符串

命令式版本：

List<String> names = Arrays.asList("Tom", "Jerry", "Spike", "Tyke");
List<String> result = new ArrayList<>();

for (String name : names) {
    if (name.length() > 3) {
        result.add(name);
    }
}

System.out.println(result); // [Jerry, Spike]

函数式版本：

List<String> result = names.stream()
    .filter(name -> name.length() > 3)
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(result); // [Jerry, Spike]

🌟 场景二：将所有字符串转换为大写并输出

命令式：

for (String name : names) {
    System.out.println(name.toUpperCase());
}

函数式：

names.stream()
    .map(String::toUpperCase)
    .forEach(System.out::println);

🌟 场景三：找出第一个长度大于4 的名字（如果有）

命令式：

String result = null;
for (String name : names) {
    if (name.length() > 4) {
        result = name;
        break;
    }
}
System.out.println(result); // Spike

函数式：

Optional<String> result = names.stream()
    .filter(name -> name.length() > 4)
    .findFirst();

result.ifPresent(System.out::println); // Spike

🚀 小技巧：转型提议

如果你已经有了命令式的代码，不妨遵循以下步骤来重构为函数式风格：

1. 识别循环的目的：是过滤？变换？聚合？
2. 查找可替代的 Stream 方法：如 filter、map、reduce。
3. 消除中间变量：尽量用链式调用，保持表达力。
4. 保持语义清晰：不要过度压缩代码，避免可读性差。

🧠 总结：何时用函数式风格？

使用函数式风格的最佳时机：

✅ 当你要对集合进行过滤、映射、聚合操作时
✅ 当你希望代码更简洁、更少状态管理
✅ 当你在重构旧代码、修 bug 或加新功能时

使用函数式风格不仅是语法优化，更是思维方式的升级。