Java 支持柯里化吗？

Question

我想知道是否有任何方法可以在 Java 中实现这一点。我认为如果没有对闭包的原生支持，这是不可能的。

Answer 1

Java 8（2014 年 3 月 18 日发布）确实支持柯里化。 missingfaktor 的答案中发布的示例 Java 代码可以重写为：

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));
   }
}

...这非常好。就我个人而言，随着 Java 8 的推出，我认为没有理由使用替代 JVM 语言，例如 Scala 或 Clojure。当然，它们提供其他语言功能，但这不足以证明过渡成本和较弱的 IDE/工具/库支持（IMO）的合理性。

Answer 2

在 Java 中，柯里化和部分应用是绝对可能的，但所需的代码量可能会让您望而却步。

---

一些代码来演示 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));
  }
}

---

FWIW 这里是上面 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

使用 Java 8 进行柯里化有很多选项。函数类型 Javaslang 和 jOOλ 都提供开箱即用的柯里化（我认为这是 JDK 中的一个疏忽），并且 独眼巨人 函数模块 有一组用于 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;
 }

消费者也可以使用“柯里化”。例如，要返回一个具有 3 个参数的方法，其中 2 个参数已应用，我们会执行类似的操作

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

Javadoc

Answer 4

编辑：从 2014 年和 Java 8 开始，Java 中的函数式编程现在不仅是可能的，而且也不难看（我敢说很漂亮）。例如，请参阅Rogerio 的回答。

旧答案：

如果您要使用函数式编程技术，Java 并不是最佳选择。正如 Missingfaktor 所写，您将不得不编写大量代码才能实现您想要的目标。

另一方面，您并不局限于 JVM 上的 Java - 您可以使用 Scala 或 Clojure 是函数式语言（事实上，Scala 既是函数式语言，又是面向对象语言）。

Answer 5

柯里化需要返回一个函数。这对于 java 来说是不可能的（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);
}

现在让我们柯里化一个简单的除法。我们需要一个Divider：

// 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;
  }
}

和一个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：

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 来模拟柯里化：
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

    }

}

这是一个简单的示例，其中 curriedAdd 是一个返回另一个函数的柯里化函数，这可用于存储时参数的部分应用在柯里化中，它本身就是一个函数。当我们将其打印到屏幕上时，现在会完全应用这一点。

此外，稍后您可以看到如何以 JS 风格使用它，如下所示

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。

话虽如此，当然可以使用 Java 进行柯里化，而无需人们所期望的大量样板文件（嗯，必须明确类型，但会造成很大伤害 - 只需看一下柯里化示例即可； -))。

下面的测试展示了这两种情况，将Function3柯里化到Function1 =>中。函数1 => 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，尽管在​​本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);
}

这取自我刚刚在明天一小时内的 JavaOne 之前为了好玩而实现的概念验证”因为我很无聊”;-) 代码可以在这里找到：https://github.com/ktoso/jcurry

总体思路可以扩展为 FunctionN => FunctionM，相对容易，尽管“真正的类型安全”对于部分应用程序示例来说仍然是一个问题，并且柯里化示例将需要 jcurry 中的大量样板代码，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

Java 8 的另一种可能性：

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

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

您还可以定义如下所示的实用方法：

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

这为您提供了一种可以说更易读的语法：

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

Answer 10

在 Java 中柯里化方法总是可能的，但它不以标准方式支持它。尝试实现这一点很复杂，并且使代码非常难以阅读。 Java 不是适合此目的的语言。

Answer 11

对于 Java 6+，还有另一种选择

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 中进行柯里化，但它很丑陋（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。如果您发布一个使用柯里化的示例，我们可以建议执行相同操作的替代方案。

Answer 13

在 Java 8 中使用 Currying 的优点是，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（导数函数）的示例。

1. 让我们将导函数近似定义为(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 1/x 的导数，以及标准化高斯分布

    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 14

这是一个用于 Java 中柯里化和部分应用的库：

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

它还支持将 Tuple 和 Map.Entry 解构为方法参数，例如将 Map.Entry 传递给带有 2 个参数的方法，因此 Entry.getKey() 将转到第一个参数，Entry.getValue() 将转到第二个参数

更多详细信息请参见 README 文件

Answer 15

是的，我同意@Jérôme 的观点，Java 8 中的curring 不像Scala 或其他函数式编程语言那样以标准方式支持。

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));
    }
}