28. Programação Funcional em Java

A programação funcional é um paradigma de programação que trata a computação como a avaliação de funções matemáticas e evita estados ou dados mutáveis. Com a introdução do Java 8 em 2014, a linguagem Java começou a incorporar aspectos desse paradigma, o que representou uma mudança significativa na forma como os desenvolvedores poderiam escrever código em Java.

Conceitos Básicos da Programação Funcional

Antes de mergulhar em como a programação funcional foi integrada ao Java, é importante entender alguns conceitos básicos desse paradigma:

  • Imutabilidade: Em programação funcional, os dados são imutáveis. Uma vez criados, eles não podem ser alterados. Isso ajuda a evitar efeitos colaterais e torna o comportamento do programa mais previsível.
  • Funções de Primeira Classe: Funções são tratadas como "cidadãos de primeira classe", o que significa que podem ser atribuídas a variáveis, passadas como argumentos e retornadas por outras funções.
  • Funções Puras: São funções que, para os mesmos argumentos de entrada, sempre retornarão o mesmo resultado e não têm efeitos colaterais (não alteram estados externos).
  • Expressões Lambda: Uma forma concisa de representar funções anônimas, que são funções sem nome.
  • Operações de Alto Nível: Programação funcional favorece operações que trabalham com estruturas de dados de alto nível, como map, filter e reduce.

Java e Programação Funcional

Com a introdução do Java 8, várias funcionalidades foram adicionadas para permitir a programação funcional:

  • Interfaces Funcionais: São interfaces que contêm apenas um método abstrato. Exemplos incluem Runnable, Callable, Comparator e as introduzidas no pacote java.util.function como Function, Predicate, Consumer e Supplier.
  • Expressões Lambda: Permite escrever funções anônimas de maneira mais concisa e direta, facilitando a passagem de comportamento como argumento.
  • Streams: Uma abstração que permite processar sequências de elementos de forma declarativa e muitas vezes paralela. Streams suportam operações como map, filter, reduce, collect, entre outras.
  • Method References: Uma forma ainda mais concisa de expressar certas lambda expressions, referenciando diretamente métodos existentes.
  • Optional: Um contêiner que pode ou não conter um valor, utilizado para representar valores opcionais sem recorrer a null.

Aplicando Conceitos de Programação Funcional em Java

Vamos explorar como aplicar alguns desses conceitos em Java:

Imutabilidade

Para garantir a imutabilidade, você pode utilizar classes que não permitem modificação após a criação do objeto, como as classes do pacote java.util.Collections que são imutáveis ou a classe String. Além disso, você pode criar suas próprias classes imutáveis, onde todos os campos são finais e não há setters.

Expressões Lambda e Interfaces Funcionais

Expressões lambda permitem que você implemente interfaces funcionais de forma concisa. Por exemplo, para criar uma thread com uma expressão lambda, você pode fazer:

new Thread(() -> System.out.println("Executando em uma thread")).start();

Isso substitui a necessidade de criar uma classe anônima que implementa a interface Runnable.

Streams e Operações de Alto Nível

Streams são uma das principais adições para suportar programação funcional em Java. Com streams, você pode realizar operações complexas em coleções de forma declarativa. Por exemplo:

List myList = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry", "date");
List filteredList = myList.stream()
                                  .filter(s -> s.startsWith("b"))
                                  .collect(Collectors.toList());

Aqui, filter é uma operação de alto nível que processa elementos baseados em um predicado, e collect é uma operação de redução que transforma o stream em uma lista.

Method References

Method references simplificam ainda mais as expressões lambda quando um método já existente está sendo chamado. Por exemplo:

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

Isso é equivalente a:

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

mas é mais conciso e claro.

Optional

Optional é uma maneira de evitar null e os problemas associados a ele, como NullPointerException. Você pode usar Optional para representar valores que podem estar presentes ou ausentes. Por exemplo:

Optional optionalValue = Optional.ofNullable(getStringValue());
optionalValue.ifPresent(System.out::println);

Onde getStringValue() pode retornar um String ou null. O método ifPresent() executa a ação dada se o valor estiver presente.

Conclusão

A programação funcional em Java oferece uma nova dimensão para escrever código limpo, conciso e menos propenso a erros. Ao adotar conceitos como expressões lambda, streams e optional, os desenvolvedores podem escrever programas mais declarativos e expressivos. Embora o Java não seja uma linguagem puramente funcional, a incorporação desses recursos permite que os desenvolvedores tirem proveito dos benefícios do paradigma funcional, melhorando a legibilidade e a manutenção do código.

Com a prática e o entendimento adequado, a programação funcional em Java pode levar a um código mais robusto e eficiente, facilitando o gerenciamento de estados complexos e operações assíncronas. À medida que o Java continua a evoluir, é provável que mais recursos de programação funcional sejam integrados, oferecendo ainda mais ferramentas para os desenvolvedores criarem aplicações poderosas e eficientes.

Agora responda o exercício sobre o conteúdo:

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