Java 8 có cung cấp cách tốt để lặp lại giá trị hoặc hàm không?

Trong nhiều ngôn ngữ khác, ví dụ. Haskell, rất dễ dàng để lặp lại một giá trị hoặc hàm nhiều lần, ví dụ: để nhận danh sách 8 bản sao của giá trị 1:

take 8 (repeat 1)

nhưng tôi chưa tìm thấy điều này trong Java 8. Có chức năng như vậy trong JDK của Java 8 không?

Hoặc cách khác tương đương với một phạm vi như

[1..8]

Nó dường như là một sự thay thế rõ ràng cho một câu lệnh dài dòng trong Java như

for (int i = 1; i <= 8; i++) {
    System.out.println(i);
}

để có một cái gì đó giống như

Range.from(1, 8).forEach(i -> System.out.println(i))

mặc dù ví dụ cụ thể này thực sự trông không ngắn gọn hơn nhiều ... nhưng hy vọng nó dễ đọc hơn.

Đối với ví dụ cụ thể này, bạn có thể làm:

IntStream.rangeClosed(1, 8)
         .forEach(System.out::println);

Nếu bạn cần một bước khác với 1, bạn có thể sử dụng chức năng ánh xạ, ví dụ: cho bước 2:

IntStream.rangeClosed(1, 8)
         .map(i -> 2 * i - 1)
         .forEach(System.out::println);

Hoặc tạo một lần lặp tùy chỉnh và giới hạn kích thước của lần lặp:

IntStream.iterate(1, i -> i + 2)
         .limit(8)
         .forEach(System.out::println);

Đây là một kỹ thuật khác mà tôi đã thử nghiệm vào ngày hôm trước:

Collections.nCopies(8, 1)
           .stream()
           .forEach(i -> System.out.println(i));

Cuộc Collections.nCopiesgọi tạo ra một bản sao Listcó chứa nbất kỳ giá trị nào bạn cung cấp. Trong trường hợp này, đó là Integergiá trị được đóng hộp 1. Tất nhiên nó không thực sự tạo một danh sách với ncác phần tử; nó tạo ra một danh sách "ảo hóa" chỉ chứa giá trị và độ dài, và bất kỳ lệnh gọi nào đến gettrong phạm vi đều chỉ trả về giá trị. Các nCopiesphương pháp đã được khoảng từ Framework Các bộ sưu tập được giới thiệu cách trở lại trong JDK 1.2. Tất nhiên, khả năng tạo luồng từ kết quả của nó đã được thêm vào trong Java SE 8.

Việc lớn, một cách khác để làm điều tương tự với cùng một số dòng.

Tuy nhiên, kỹ thuật này nhanh hơn phương pháp IntStream.generatevà IntStream.iteratephương pháp tiếp cận, và đáng ngạc nhiên là nó cũng nhanh hơn IntStream.rangephương pháp tiếp cận.

Đối với iteratevà generatekết quả có lẽ không quá ngạc nhiên. Khung luồng (thực sự là Spliterator cho các luồng này) được xây dựng dựa trên giả định rằng các lambdas sẽ có khả năng tạo ra các giá trị khác nhau mỗi lần và chúng sẽ tạo ra một số lượng kết quả không giới hạn. Điều này làm cho việc tách song song trở nên đặc biệt khó khăn. Các iteratephương pháp cũng là vấn đề đối với trường hợp này bởi vì mỗi cuộc gọi đòi hỏi kết quả của tuần trước. Vì vậy, các luồng sử dụng generatevà iteratekhông hoạt động rất tốt trong việc tạo các hằng số lặp lại.

Hiệu suất tương đối kém của rangelà đáng ngạc nhiên. Điều này cũng được ảo hóa, vì vậy các phần tử không thực sự tồn tại trong bộ nhớ và kích thước được biết trước. Điều này sẽ tạo ra một bộ tách sóng song song nhanh và dễ dàng. Nhưng đáng ngạc nhiên là nó không hoạt động tốt lắm. Có lẽ lý do là rangephải tính toán một giá trị cho mỗi phần tử của phạm vi và sau đó gọi một hàm trên đó. Nhưng hàm này chỉ bỏ qua đầu vào của nó và trả về một hằng số, vì vậy tôi ngạc nhiên vì điều này không được nội tuyến và bị giết.

Các Collections.nCopieskỹ thuật đã làm boxing / unboxing để xử lý các giá trị, vì không có chuyên ngành nguyên thủy của List. Vì giá trị của mỗi lần như nhau , về cơ bản nó được đóng hộp một lần và hộp đó được chia sẻ bởi tất cả các nbản sao. Tôi nghi ngờ quyền anh / unboxing được tối ưu hóa rất cao, thậm chí còn hấp dẫn, và nó có thể được sắp xếp tốt.

Đây là mã:

    public static final int LIMIT = 500_000_000;
    public static final long VALUE = 3L;

    public long range() {
        return
            LongStream.range(0, LIMIT)
                .parallel()
                .map(i -> VALUE)
                .map(i -> i % 73 % 13)
                .sum();
}

    public long ncopies() {
        return
            Collections.nCopies(LIMIT, VALUE)
                .parallelStream()
                .mapToLong(i -> i)
                .map(i -> i % 73 % 13)
                .sum();
}

Và đây là kết quả JMH: (Core2Duo 2,8GHz)

Benchmark                    Mode   Samples         Mean   Mean error    Units
c.s.q.SO18532488.ncopies    thrpt         5        7.547        2.904    ops/s
c.s.q.SO18532488.range      thrpt         5        0.317        0.064    ops/s

Có một số lượng lớn sự khác biệt trong phiên bản ncopies, nhưng nhìn chung, nó có vẻ nhanh hơn 20 lần so với phiên bản phạm vi. (Tuy nhiên, tôi khá sẵn lòng tin rằng tôi đã làm sai điều gì đó.)

Tôi ngạc nhiên về cách nCopieshoạt động của kỹ thuật này. Bên trong nó không có gì đặc biệt lắm, với luồng danh sách ảo hóa được triển khai đơn giản bằng cách sử dụng IntStream.range! Tôi đã nghĩ rằng cần phải tạo một trình phân tách chuyên biệt để làm cho việc này diễn ra nhanh chóng, nhưng có vẻ như nó đã khá ổn.

Vì sự hoàn chỉnh, và cũng bởi vì tôi không thể giúp đỡ bản thân mình :)

Việc tạo ra một chuỗi hằng số giới hạn khá gần với những gì bạn sẽ thấy trong Haskell, chỉ với mức độ chi tiết của Java.

IntStream.generate(() -> 1)
         .limit(8)
         .forEach(System.out::println);

Khi một hàm lặp lại ở đâu đó được định nghĩa là

public static BiConsumer<Integer, Runnable> repeat = (n, f) -> {
    for (int i = 1; i <= n; i++)
        f.run();
};

Bạn có thể sử dụng nó ngay bây giờ và sau đó theo cách này, ví dụ:

repeat.accept(8, () -> System.out.println("Yes"));

Để có được và tương đương với Haskell's

take 8 (repeat 1)

Bạn có thể viết

StringBuilder s = new StringBuilder();
repeat.accept(8, () -> s.append("1"));

Đây là giải pháp của tôi để thực hiện chức năng thời gian. Tôi là một học sinh cấp dưới nên tôi thừa nhận rằng nó có thể không lý tưởng, tôi rất vui khi được biết nếu đây không phải là một ý kiến ​​hay vì bất cứ lý do gì.

public static <T extends Object, R extends Void> R times(int count, Function<T, R> f, T t) {
    while (count > 0) {
        f.apply(t);
        count--;
    }
    return null;
}

Đây là một số ví dụ sử dụng:

Function<String, Void> greet = greeting -> {
    System.out.println(greeting);
    return null;
};

times(3, greet, "Hello World!");