Java的LINQ：Linq4j簡明介紹
開發JAVA一段時間，面臨的一大問題就是集合操作，習慣了LINQ的簡潔語法，對JAVA的集合操作實在是無甚好感，只能通過C系的循環實現篩選等操作，由于沒有延遲執行特性，內存占用實在不敢恭維。因此便在網上找到了linq4j, 一個針對JAVA的linq移植版本。下面的文章，就會對這一工具進行簡要的介紹。
一. 安裝
該項目的Github地址是：https://github.com/julianhyde/linq4j. 顯然是一個個人項目，向作者致敬。
它并沒有部署在標準的maven庫里，因此需要手動編譯生成。使用標準命令行:
- git clone git://github.com/julianhyde/linq4j.git linq4j #git克隆到linq4j目錄下
- mvn compile #編譯
- mvn test #測試
- mvn jar:jar #生成jar包
使用了maven以后，工作效率大大提升，.當然NET下也有類似的工具nuget.
二. Linq4j的擴展功能
由于JAVA目前還沒有匿名函數和擴展函數，而且內置的標準迭代器接口Iterator功能偏弱。 因此Linq4j增加了一個一系列泛型接口和函數：
1. 新迭代器接口： Enumerable<T>，它擴展了Iterator的功能
2. 一組類似“委托”性質的函數：
（1）返回R的泛型委托：public interface Function<R> {}
（2）接收T, 返回R的泛型委托：public interface Function1<T,R> {}
（3）接收T1，T2， 返回R的泛型委托，定義如下：
- /**
- * Function with two parameters.
- *
- * @param <R> result type
- * @param <T1> type of parameter 1
- * @param <T2> type of parameter 2
- */
- public interface Function2<T1, T2, R> extends Function<R> {
- R apply(T1 v1, T2 v2);
- }
當然，內置的函數不止這些，還有一系列非泛型的委托，包括返回bool型的Predicate函數。由于篇幅限制，此處不一一介紹。
3. 一系列Expressions，具體使用下面有介紹。
三. 使用方法
該庫實現了大部分LINQ的功能，其中包括了篩選器，排序器，分組器，類型轉換等功能。下面我們以一個實例來介紹它。
先定義一個實體：
- public class Person
- {
- public int Age;
- public String Name;
- public boolean Sex;
- }
我們的基本任務，是將一個Person集合中，所有性別為男（true）的名字取出來，并按照string的默認降序排列。***得到的應該是List<String>類型。
- //Linq4j:
- public void Test(ArrayList<Person> persList)
- {
- java.util.List<String> nameStrings= Linq4j.asEnumerable(persList).where(new Predicate1<Linq4jTest.Person>()
- {
- public boolean apply(Person arg0)
- {
- return arg0.Sex;
- }
- }).select(new Function1<Linq4jTest.Person, String>()
- {
- public String apply(Person arg0)
- {
- return arg0.Name;
- }
- }).orderByDescending(new Function1<String, String>()
- {
- public String apply(String arg0)
- {
- // TODO Auto-generated method stub
- return arg0;
- }
- }).toList();
- }
這段代碼的風格和C#的很像，由于接口Enumerable可以拼接，因此通過簡單的Where，Select和 orderByDescending即可實現。但由于LINQ沒有匿名函數，不得不在函數中加入函數，看起來實在是讓人頭疼。另外，由于沒有擴展函數，需要在方法前使用Linq4j的靜態方法。
該功能利用標準Linq實現如下：
- var userNames = from d in persons where d.Sex orderby d.Name descending select d.Name;
在.NET中，我們可以使用閉包，例如在篩選函數的實現中，訪問到外部的數據。但我們可以看如下的例子：
該函數的基本邏輯是找到personList中名字在黑名單里的人。套了兩個Linq4j， 但是，注意blacklist數組的final關鍵字, 如果沒有該關鍵字會報錯，JAVA沒有閉包，因此blacklist數組就不應該修改，這個語法糖到底是不是利大于弊，還需要讀者討論。
- public List<Person> SelectBlackList(ArrayList<Person> persList)
- {
- final String[] blackList = { "zhang", "wang", "li" };
- return Linq4j.asEnumerable(persList)
- .where(new Predicate1<Linq4jTest.Person>()
- {
- public boolean apply(Person arg0)
- {
- return Linq4j.asEnumerable(blackList).contains(
- arg0.Name);
- }
- }).toList();
- }
該功能使用標準Linq實現如下：
- public List<Person> GetBlacklist(IEnumerable<Person> persons)
- {
- String[] blackList = { "zhang", "wang", "li" };
- var result= from d in persons where blackList.Contains(d.Name) select d;
- return result.ToList();
- }
***討論一下集合類型轉換，例如類Worker繼承實現了Person接口.
- public class Worker : Person
- {
- public string Commpay ;
- }
那么，一個函數的定義是 void Func(List<Person> nodes). 而我要傳入的參數類型是List<Worker>，編譯器肯定是要報錯的！怎么辦？
對于.NET來說，有逆變和協變特性，或者我可以這么做：
- public void Test3(List<Worker>workers )
- {
- this.Func1(workers); //編譯器會報錯
- this.Func1(workers.OfType<Person>());
- }
- public void Func1(IEnumerable<Person>persons )
- {
- //只是演示，沒有實現功能
- }
對于JAVA來說，一般的做法，是在外面加一個轉換，通過新建Person集合和foreach迭代器，利用強制類型轉換將其轉變為List<Person>. 這實在是太麻煩了。 利用LiNQ4J， 我們也有類似的語法：
- public void Func2(List<Person> person)
- {
- //演示，不實現功能
- }
- public void Test3(List<Worker> workers)//1.通過最簡單粗暴的循環寫法，實現功能，不敢恭維。
- {
- // Func2(workers); // 此處編譯器會報錯
- List<Person> persons = new ArrayList<Linq4jTest.Person>();
- for (Person person : workers)
- {
- persons.add(person);
- }
- Func2(persons);
- }
- public void Test4linq(List<Worker> workers) //2.linq4j寫法
- {
- List<Person> persons = Linq4j.asEnumerable(workers)
- .ofType(Person.class).toList();
- Func2(persons);
- }
linq4j除了提供了這種顯式聲明函數的寫法，還實現了以下的表達式寫法，看起來真是高端洋氣上檔次：
- // use lambda, this time call whereN
- ParameterExpression parameterE =
- Expressions.parameter(Employee.class);
- ParameterExpression parameterN =
- Expressions.parameter(Integer.TYPE);
- final Queryable<Employee> nh3 =
- Linq4j.asEnumerable(emps)
- .asQueryable()
- .whereN(
- Expressions.lambda(
- Predicate2.class,
- Expressions.andAlso(
- Expressions.equal(
- Expressions.field(
- parameterE,
- Employee.class,
- "deptno"),
- Expressions.constant(10)),
- Expressions.lessThan(
- parameterN,
- Expressions.constant(3))),
- parameterE,
- parameterN));
看起來很唬人，但想起來其實不難。該功能利用Expressions類的靜態方法，提供了一系列現成的函數供調用，一定程度上進一步提升了可用性。具體細節可以參照linq4j的源碼，此處不打算深入討論。
四. 總結
Linq4j實現了標準Linq的絕大多數功能，同時利用Expression類簡化了很多簡單函數的實現。使用起來還是很方便的，但我沒有時間做具體的性能測試，因此在性能上沒有發言權。但不論如何，膜拜一下作者的技術水平。如果大家有空，可以看看linq4j的源碼，一定會有很多收獲。
集合操作是應用開發中最普遍的開發情形，可惜JAVA本身在該處并無太大建樹，linq4j能不能用在大型項目上很難說，如果能在語言本身享受這種便利，那是***不過的了，.NET系同學應該感到幸福。我們只能期待JAVA8帶來的lamda表達式新特性，能更好的解決這個問題，當然這只能在2014年了。
為了方便那些不用maven的同學，附件加上linq4j的jar包下載。 注意下載后改后綴名為jar.
