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description=Überblick über funktionale Programmierkonzepte in Java — erstklassige Funktionen, Unveränderlichkeit, reine Funktionen und Komposition.;

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mehrdimensionale arrays array operationen arrays klasse arrays sortieren arrays kopieren methods methoden methodenparameter method overloading rekursion variablenbereich pass by value varargs main methode object oriented programming oop konzepte klassen objekte klassenattribute klassenmethoden konstruktoren this schlüsselwort zugriffsmodifikatoren non access modifier static final kapselung getters setters vererbung super schlüsselwort polymorphismus method overriding abstraktion abstrakte klassen interfaces default methoden verschachtelte klassen innere klassen anonyme klassen lokale klassen enums records sealed classes instanceof object klasse equals hashcode tostring klonen unveränderliche klassen singleton pattern packages imports packages import pakete erstellen eingebaute pakete classpath exception handling exceptions try catch multiple catch finally try with resources throw throws checked vs unchecked exception hierarchie benutzerdefinierte exceptions best practices strings in depth string klasse string pool string unveränderlichkeit stringbuilder stringbuffer string formatierung string vergleich stringtokenizer string konvertierungen split join generics generics einführung generic classes generische methoden generic interfaces begrenzte typen wildcards type erasure einschränkungen collections framework collections einführung collection interface list interface arraylist linkedlist vector stack queue interface priorityqueue arraydeque deque interface set interface hashset linkedhashset treeset map interface hashmap linkedhashmap treemap hashtable properties iteratoren listiterator comparable comparator collections klasse collections sortieren collections durchsuchen unmodifiable collections functional programming funktionale programmierung lambda ausdrücke functional interfaces built in interfaces methodenreferenzen streams einführung streams erstellen intermediate ops terminaloperationen collectors parallele streams optional predicate function consumer supplier binaryoperator file and i o i o einführung file klasse dateien erstellen dateien lesen dateien schreiben dateien löschen byte streams character streams buffered streams data streams printwriter scanner printstream serialisierung deserialisierung nio überblick path klasse files klasse dateibaum durchlaufen date and time datum zeit intro localdate localtime localdatetime zoneddatetime instant duration period datumsformatierung datum parsing temporal adjusters legacy date calendar multithreading and concurrency multithreading intro thread klasse runnable thread lebenszyklus thread methoden thread priorität synchronisierung synchronized blöcke inter thread komm deadlock volatile atomare variablen locks reentrantlock readwritelock thread pools executor framework callable future completablefuture fork join concurrent collections virtual threads annotations annotationen einführung eingebaute annotationen meta annotationen benutzerdefinierte annotationen annotation processing reflection reflection einführung class objekte felder untersuchen methoden aufrufen konstruktoren aufrufen annotationen lesen dynamic proxies java platform module system module einführung moduldeklaration modultypen modul services module migration networking networking einführung url klasse urlconnection httpurlconnection httpclient sockets serversocket datagramsocket inetaddress jdbc and databases jdbc einführung jdbc treiber jdbc verbindung jdbc statement preparedstatement callablestatement resultset jdbc transaktionen batch verarbeitung jdbc metadata json and xml json einführung jackson gson xml einführung dom parser sax parser jaxb modern java features var schlüsselwort text blocks pattern matching switch modern records vertieft sealed types tief virtual threads vertieft structured concurrency foreign function api jvm and memory management jvm architektur memory model stack vs heap garbage collection gc algorithmen jit kompilierung class loading referenztypen regular expressions regex einführung pattern matcher regex syntax gruppen captures quantifizierer zeichenklassen regex flags testing testing einführung junit einführung junit annotationen junit assertions junit lebenszyklus parametrisierte tests mockito build tools maven einführung maven pom xml maven abhängigkeiten maven lebenszyklus gradle einführung gradle build skript best practices coding konventionen namenskonventionen clean code solid prinzipien design patterns einführung unveränderlichkeit performance tipps sicherheitspraktiken java how to zwei zahlen addieren wörter zählen string umkehren hashmap iterieren datei zeilenweise lesen string zu int int zu string array länge arraylist sortieren substring prüfen array ausgeben duplikate entfernen strings vergleichen liste in array zahlen formatieren funktionale programmierung in java überblick über funktionale programmierkonzepte in java erstklassige funktionen unveränderlichkeit reine funktionen und komposition der vorherige teil das collections framework handelte von containern datenstrukturen die elemente speichern und den operationen add remove iterate sort binarysearch die auf ihnen arbeiten dieser teil behandelt eine andere ebene desselben problems anstatt wo die daten leben werden wir uns darauf konzentrieren wie transformationen darauf ausgedrückt werden klar kompositional ohne redundante schleifen oder akkumulator variablen diese verschiebung hat einen namen funktionale programmierung ist der stil bei dem berechnungen als anwendung von funktionen auf werte ausgedrückt werden bei dem funktionen selbst erstklassige werte sind und bei dem daten in der regel als unveränderlich behandelt werden java wurde nicht als funktionale sprache entworfen klassen mutation und explizite schleifen stehen in ihrem kern aber seit java 8 greift jedes moderne java programm ausgiebig auf den funktionalen werkzeugkasten zurück einiges davon haben sie bereits im collections teil geschrieben list sort comparator comparing person name map getordefault k 0 list copyof source was teil 12 tut ist den stil explizit zu benennen und ihnen den rest der werkzeuge zu geben lambdas funktionale interfaces die java util function typen methodenreferenzen optional und die stream api damit die muster die sie bisher nachgeahmt haben zu erstklassigen techniken werden vier ideen die den stil definieren rein funktionale sprachen haskell erlang f treiben alle vier bis an ihre grenzen java wendet sie in maßen an die vier ideen funktionen sind erstklassige werte sie können eine funktion als argument übergeben eine aus einer methode zurückgeben eine in einem feld speichern oder eine zur laufzeit erstellen reine funktionen eine reine funktion hängt nur von ihren eingaben ab und verändert nichts beobachtbares an der welt bei gleicher eingabe liefert sie dieselbe ausgabe kein i o keine feldmutation keine zeitabhängige verzweigung unveränderlichkeit als standard datenstrukturen werden nicht an ort und stelle modifiziert transformationen liefern neue werte zurück alte referenzen bleiben gültig komposition größere funktionen werden durch kombination kleinerer erstellt f andthen g pred and other cmp thencomparing nicht durch deren bearbeitung keine dieser ideen ist java spezifisch sie sind eine denkweise die die sprache nun durch lambdas methodenreferenzen die stream api und die unveränderlichen collections die sie gerade kennengelernt haben unterstützt 1 funktionen als werte vor java 8 konnte man keine variable haben deren wert eine funktion war man konnte ein objekt übergeben dessen klasse zufällig eine methode hatte das waren runnable comparator und actionlistener aber die syntax war umständlich list sort new comparator string override public int compare string a string b return a length b length kopieren die einzelne methode war in einer anonymen klassendeklaration verpackt java 8 führte lambda ausdrücke als kompakte syntax für dieselbe idee ein list sort a b a length b length kopieren der lambda ist der wert er kompiliert zu einer instanz des jeweiligen funktionalen interfaces das an der aufrufstelle benötigt wird hier comparator string das nächste kapitel behandelt die syntax vollständig vorerst ist der wichtige punkt dass funktionen in java nun werte sind die man benennen speichern und übergeben kann 2 reine funktionen eine reine funktion ist eine deren rückgabewert nur von ihren argumenten abhängt und deren ausführung keine beobachtbaren nebeneffekte hat math sqrt 2 ist rein system currenttimemillis ist es nicht es gibt bei verschiedenen aufrufen unterschiedliche werte zurück list add x ist es nicht es mutiert list reine funktionen sind wertvoll weil sie leicht zu testen sind kein setup keine mocks nur assertequals expected f input sie leicht parallelisierbar sind zwei reine aufrufe können auf verschiedenen threads ohne synchronisation laufen sie leicht zu cachen sind einmal memoizieren für immer dieselbe antwort zurückgeben sie ohne überraschungen komponieren f g x tut das was man beim lesen erwartet die meisten nützlichen realen programme sind nicht zu 100 rein jemand muss in eine datenbank schreiben die funktionale disziplin besteht darin die kernberechnung rein zu halten und die unreinen teile i o zeit zufälligkeit mutation an die ränder zu verlagern streams fördern dies eine pipeline aus reinen operationen ist von natur aus korrekt eine unreine stream peek x counter ist fehleranfällig 3 unveränderlichkeit das haben sie im letzten kapitel kennengelernt list of set of map of und list copyof erzeugen collections die nicht verändert werden können records später behandelt geben ihnen unveränderliche datenklassen record point double x double y point translated double dx double dy return new point x dx y dy returns a new point does not mutate this kopieren unveränderliche werte sind von natur aus thread sicher sie zeigen nie einen zerrissenen zwischenzustand sie können frei geteilt werden ohne defensive kopien zu erstellen und sie machen reine funktionen praktisch wenn werte sich nicht ändern können ist eine funktion die einen zurückgibt garantiert deterministisch für diesen teil der welt 4 komposition komposition bedeutet eine große funktion aus kleinen aufbauen in java bieten function predicate und comparator alle kompositionelle operatoren function string string trim string trim function string string upper string touppercase function string string clean trim andthen upper trim then upper predicate integer positive n n 0 predicate integer even n n 2 0 predicate integer poseven positive and even comparator string bylength comparator comparingint string length comparator string lengththena bylength thencomparing comparator naturalorder kopieren die kompositionelle api ist teil des wertes sie schreiben keine hilfsmethode die zwei prädikate nimmt und sie mit verknüpft sie schreiben a and b der stil skaliert eine sechsstufige transformation kann von oben nach unten als ein einziger ausdruck gelesen werden anstatt als sechs verschachtelte schleifen mit zwischenakkumulatoren was java von der imperativen seite behält java ist multiparadigmatisch die in java 8 hinzugefügten funktionalen features existieren neben den imperativen features die seit 1 0 vorhanden sind einige dinge bleiben absichtlich imperativ anweisungen und kontrollfluss if for while try sind weiterhin die grundlegenden bausteine lambdas ersetzen sie nicht sie ersetzen anonyme klassen boilerplate veränderliche lokale variablen innerhalb eines methodenrumpfs ist int sum 0 for int x xs sum x nach wie vor idiomatisch veränderliche felder wo sie sinnvoll sind builder caches und zustandsbehaftete ui komponenten mutieren weiterhin das prinzip verwenden sie funktionalen stil wo er den code klarer macht nicht als dogma ein reines stream maptoint integer intvalue sum ist klarer als eine handgestrickte schleife eine sechsstufige lambda kompositions pipeline die niemand in ihrem team lesen kann ist es nicht ein ausgearbeitetes beispiel imperativ vs funktional nebeneinander das folgende programm berechnet die durchschnittliche länge der nicht leeren strings in einer liste zweimal die erste version ist imperativ ein veränderlicher akkumulator eine explizite schleife ein schutz gegen division durch null die zweite version ist funktional eine stream pipeline aus reinen operationen die von oben nach unten gelesen werden kann das dritte snippet erstellt zusammengesetzte predicate und function werte aus kleineren werten und zeigt komposition in aktion java editable runs on the server run import java util import java util function import java util stream public class functionalintro public static void main string args list string input list of hello world functional java imperative version int sum 0 int count 0 for string s input string t s trim if t isempty sum t length count 1 double imperativeavg count 0 0 0 double sum count system out println imperative avg imperativeavg functional version double functionalavg input stream map string trim pure transform filter s s isempty pure predicate maptoint string length pure transform average terminal reduction orelse 0 0 handle the empty case system out println functional avg functionalavg composition build a predicate by combining smaller ones predicate string notnull objects nonnull predicate string notblank s s trim isempty predicate string useful notnull and notblank long usefulcount input stream filter useful count system out println useful entries usefulcount pure function same input same output no side effects function string string trim string trim function string integer trimmedlen trim andthen string length system out println trimmedlen hi trimmedlen apply hi system out println trimmedlen hi trimmedlen apply hi same input same output was aus dem ausführungsergebnis mitgenommen werden sollte beide versionen berechnen denselben durchschnitt die imperative version deklariert zwei veränderliche zähler und einen schleifenrumpf die funktionale version verkettet fünf benannte operationen die jeweils beschreiben was nicht wie predicate and hat einen zusamme...