java的LINQ :Linq4j简明介绍

开发JAVA一段时间，面临的一大问题就是集合操作，习惯了LINQ的简洁语法，对JAVA的集合操作实在是无甚好感，只能通过C系的循环实现筛选等操作，由于没有延迟执行特性，内存占用实在不敢恭维。因此便在网上找到了linq4j, 一个针对JAVA的linq移植版本。下面的文章，就会对这一工具进行简要的介绍。

一. 安装

     该项目的Github地址是：https://github.com/julianhyde/linq4j. 显然是一个个人项目，向作者致敬。

     它并没有部署在标准的maven库里，因此需要手动编译生成。使用标准命令行:

 git clone git://github.com/julianhyde/linq4j.git linq4j    #git克隆到linq4j目录下     mvn compile  #编译     mvn test #测试     mvn jar:jar  #生成jar包

     使用了maven以后，工作效率大大提升，.当然NET下也有类似的工具nuget.

二. Linq4j的扩展功能

     由于JAVA目前还没有匿名函数和扩展函数，而且内置的标准迭代器接口Iterator功能偏弱。 因此Linq4j增加了一个一系列泛型接口和函数：

     1.  新迭代器接口： Enumerable<T>，它扩展了Iterator的功能

     2.  一组类似“委托”性质的函数： 

        （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，定义如下：

/**  * 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); }

   当然，内置的函数不止这些，还有一系列非泛型的委托，包括返回bool型的Predicate函数。由于篇幅限制，此处不一一介绍。

   3. 一系列Expressions，具体使用下面有介绍。

    三. 使用方法

     该库实现了大部分LINQ的功能，其中包括了筛选器，排序器，分组器，类型转换等功能。下面我们以一个实例来介绍它。

      先定义一个实体：

 public class Person    {    public int Age;    public String     Name;    public boolean Sex;    }

      我们的基本任务，是将一个Person集合中，所有性别为男（true）的名字取出来，并按照string的默认降序排列。最后得到的应该是List<String>类型。

//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();     }

      这段代码的风格和C#的很像，由于接口Enumerable可以拼接，因此通过简单的Where，Select和orderByDescending即可实现。但由于LINQ没有匿名函数，不得不在函数中加入函数，看起来实在是让人头疼。另外，由于没有扩展函数，需要在方法前使用Linq4j的静态方法。

     该功能利用标准Linq实现如下：

 var userNames = from d in persons where d.Sex orderby d.Name descending select d.Name;

 

     在.NET中，我们可以使用闭包，例如在筛选函数的实现中，访问到外部的数据。但我们可以看如下的例子：

     该函数的基本逻辑是找到personList中名字在黑名单里的人。套了两个Linq4j， 但是，注意blacklist数组的final关键字, 如果没有该关键字会报错，JAVA没有闭包，因此blacklist数组就不应该修改，这个语法糖到底是不是利大于弊，还需要读者讨论。

   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();    }

     该功能使用标准Linq实现如下：

 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();         }

     最后讨论一下集合类型转换，例如类Worker继承实现了Person接口.

   public class Worker : Person    {        public string Commpay ;
    }

     那么，一个函数的定义是  void Func(List<Person> nodes). 而我要传入的参数类型是List<Worker>，编译器肯定是要报错的！怎么办？

     对于.NET来说，有逆变和协变特性，或者我可以这么做：

public  void Test3(List<Worker>workers )        {            this.Func1(workers); //编译器会报错            this.Func1(workers.OfType<Person>());        }        public void Func1(IEnumerable<Person>persons )        {            //只是演示，没有实现功能      }

    对于JAVA来说，一般的做法，是在外面加一个转换，通过新建Person集合和foreach迭代器，利用强制类型转换将其转变为List<Person>. 这实在是太麻烦了。 利用LiNQ4J， 我们也有类似的语法：

  public void Func2(List<Person> person)    {    //演示，不实现功能    }    public void Test3(List<Worker> workers)//1.通过最简单粗暴的循环写法，实现功能，不敢恭维。    {    // Func2(workers); // 此处编译器会报错    List<Person> persons = new ArrayList<Linq4jTest.Person>();    for (Person person : workers)    {        persons.add(person);      }                    Func2(persons);    }    public void Test4linq(List<Worker> workers)  //2.linq4j写法    {    List<Person> persons = Linq4j.asEnumerable(workers)        .ofType(Person.class).toList();     Func2(persons);    }

 

    linq4j除了提供了这种显式声明函数的写法，还实现了以下的表达式写法，看起来真是高端洋气上档次：

 // 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));

     看起来很唬人，但想起来其实不难。该功能利用Expressions类的静态方法，提供了一系列现成的函数供调用，一定程度上进一步提升了可用性。具体细节可以参照linq4j的源码，此处不打算深入讨论。

      四. 总结

        Linq4j实现了标准Linq的绝大多数功能，同时利用Expression类简化了很多简单函数的实现。使用起来还是很方便的，但我没有时间做具体的性能测试，因此在性能上没有发言权。但不论如何，膜拜一下作者的技术水平。如果大家有空，可以看看linq4j的源码，一定会有很多收获。

        集合操作是应用开发中最普遍的开发情形，可惜JAVA本身在该处并无太大建树，linq4j能不能用在大型项目上很难说，如果能在语言本身享受这种便利，那是最好不过的了，.NET系同学应该感到幸福。我们只能期待JAVA8带来的lamda表达式新特性，能更好的解决这个问题，当然这只能在2014年了。

        为了方便那些不用maven的同学，附件加上linq4j的jar包下载。 注意下载后改后缀名为jar.