28. Programación funcional en Java

La programación funcional es un paradigma de programación que trata la computación como la evaluación de funciones matemáticas y evita estados o datos mutables. Con la introducción de Java 8 en 2014, el lenguaje Java comenzó a incorporar aspectos de este paradigma, lo que representó un cambio significativo en la forma en que los desarrolladores podían escribir código en Java.

Conceptos básicos de programación funcional

Antes de profundizar en cómo se integró la programación funcional en Java, es importante comprender algunos conceptos básicos de este paradigma:

  • Inmutabilidad: En la programación funcional, los datos son inmutables. Una vez creados, no se pueden cambiar. Esto ayuda a evitar efectos secundarios y hace que el comportamiento del programa sea más predecible.
  • Funciones de primera clase: las funciones se tratan como "ciudadanos de primera clase", lo que significa que pueden asignarse a variables, pasarse como argumentos y devolverse mediante otras funciones.
  • Funciones puras: Estas son funciones que, para los mismos argumentos de entrada, siempre devolverán el mismo resultado y no tendrán efectos secundarios (no cambian los estados externos).
  • Expresiones Lambda: una forma concisa de representar funciones anónimas, que son funciones sin nombre.
  • Operaciones de alto nivel: la programación funcional favorece las operaciones que funcionan con estructuras de datos de alto nivel, como mapear, filtrar y reducir.

Java y Programación Funcional

Con la introducción de Java 8, se agregaron varias características para permitir la programación funcional:

  • Interfaces funcionales: Estas son interfaces que contienen solo un método abstracto. Los ejemplos incluyen Runnable, Callable, Comparator y aquellos introducidos en el paquete java.util.function como Función , Predicado, Consumidor y Proveedor.
  • Expresiones Lambda: le permite escribir funciones anónimas de una manera más concisa y directa, lo que facilita pasar el comportamiento como argumento.
  • Streams: Una abstracción que permite procesar secuencias de elementos de forma declarativa y, a menudo, paralela. Las transmisiones admiten operaciones como map, filter, reduce, collect, entre otras.
  • Referencias de métodos: una forma aún más concisa de expresar ciertas expresiones lambda, haciendo referencia directa a métodos existentes.
  • Opcional: Un contenedor que puede contener o no un valor, utilizado para representar valores opcionales sin recurrir a null.

Aplicación de conceptos de programación funcional en Java

Exploremos cómo aplicar algunos de estos conceptos en Java:

Inmutabilidad

Para garantizar la inmutabilidad, puede utilizar clases que no permitan modificaciones una vez creado el objeto, como las clases del paquete java.util.Collections que son inmutables o el Cadena. Además, puede crear sus propias clases inmutables donde todos los campos son finales y no hay definidores.

Expresiones Lambda e Interfaces Funcionales

Las expresiones Lambda le permiten implementar interfaces funcionales de forma concisa. Por ejemplo, para crear un hilo con una expresión lambda, puedes hacer:

new Thread(() -> System.out.println("Ejecutando en un hilo")).start();

Esto reemplaza la necesidad de crear una clase anónima que implemente la interfaz Runnable.

Transmisiones y operaciones de alto nivel

Los flujos son una de las principales incorporaciones para soportar la programación funcional en Java. Con las transmisiones, puede realizar operaciones complejas en colecciones de forma declarativa. Por ejemplo:

List myList = Arrays.asList("manzana", "plátano", "cereza", "fecha");
Lista lista filtrada = myList.stream()
                                  .filtro(s -> s.startsWith("b"))
                                  .collect(Collectors.toList());

Aquí, filter es una operación de alto nivel que procesa elementos basados ​​en un predicado, y collect es una operación de reducción que convierte la secuencia en una lista. p>

Referencias de métodos

Las referencias a métodos simplifican aún más las expresiones lambda cuando se llama a un método existente. Por ejemplo:

myList.forEach(System.out::println);

Esto es equivalente a:

myList.forEach(s -> System.out.println(s));

pero es más conciso y claro.

Opcional

Opcional es una forma de evitar null y los problemas asociados con él, como NullPunteroException. Puede utilizar Opcional para representar valores que pueden estar presentes o ausentes. Por ejemplo:

Opcional opcionalValue = Opcional.ofNullable(getStringValue());
opcionalValue.ifPresent(System.out::println);

Donde getStringValue() puede devolver una String o null. El método ifPresent() realiza la acción dada si el valor está presente.

Conclusión

La programación funcional en Java ofrece una nueva dimensión para escribir código limpio, conciso y menos propenso a errores. Al adoptar conceptos como expresiones lambda, flujos y opcionales, los desarrolladores pueden escribir programas más declarativos y expresivos. Aunque Java no es un lenguaje puramente funcional, la incorporación de estas características permite a los desarrolladores aprovechar los beneficios del paradigma funcional, mejorando la legibilidad y el mantenimiento del código.

Con práctica y comprensión adecuada, la programación funcional en Java puede generar un código más sólido y eficiente, lo que facilita la gestión de estados complejos y operaciones asincrónicas. A medida que Java continúa evolucionando, es probable que se integren características de programación más funcionales, ofreciendo aún más herramientas para que los desarrolladores creen aplicaciones poderosas y eficientes.

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