有没有办法比较 lambdas？

Posted 2023-04-18

【中文标题】有没有办法比较 lambdas？

【英文标题】：Is there a way to compare lambdas?

【发布时间】：2014-07-28 13:16:10

【问题描述】：

假设我有一个使用 lambda 表达式（闭包）定义的对象列表。有没有办法检查它们以便进行比较？

我最感兴趣的代码是

    List<Strategy> strategies = getStrategies();
    Strategy a = (Strategy) this::a;
    if (strategies.contains(a))  // ...

完整代码是

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class ClosureEqualsMain 
    interface Strategy 
        void invoke(/*args*/);
        default boolean equals(Object o)  // doesn't compile
            return Closures.equals(this, o);
        
    

    public void a()  
    public void b()  
    public void c()  

    public List<Strategy> getStrategies() 
        return Arrays.asList(this::a, this::b, this::c);
    

    private void testStrategies() 
        List<Strategy> strategies = getStrategies();
        System.out.println(strategies);
        Strategy a = (Strategy) this::a;
        // prints false
        System.out.println("strategies.contains(this::a) is " + strategies.contains(a));
    

    public static void main(String... ignored) 
        new ClosureEqualsMain().testStrategies();
    

    enum Closures ;
        public static <Closure> boolean equals(Closure c1, Closure c2) 
            // This doesn't compare the contents 
            // like others immutables e.g. String
            return c1.equals(c2);
        

        public static <Closure> int hashCode(Closure c) 
            return // a hashCode which can detect duplicates for a Set<Strategy>
        

        public static <Closure> String asString(Closure c) 
            return // something better than Object.toString();
        
        

    public String toString() 
        return "my-ClosureEqualsMain";
    

似乎唯一的解决方案是将每个 lambda 定义为一个字段并仅使用这些字段。如果你想打印出调用的方法，你最好使用Method。有没有更好的 lambda 表达式方法？

另外，是否可以打印 lambda 并获得人类可读的内容？如果您打印this::a 而不是

ClosureEqualsMain$$Lambda$1/821270929@3f99bd52

得到类似的东西

ClosureEqualsMain.a()

甚至使用this.toString和方法。

my-ClosureEqualsMain.a();

【问题讨论】：

您可以在闭包中定义toString、equals和hashhCode方法。

@AnkitZalani 你能举一个编译的例子吗？

@PeterLawrey，由于toString 是在Object 上定义的，我认为您可以定义一个接口，提供toString 的默认实现而不违反单一方法 接口功能的要求。不过我还没有检查过。

@MikeSamuel 这是不正确的。类不继承接口中声明的默认 Object 方法；请参阅***.com/questions/24016962/… 了解说明。

@BrianGoetz，感谢您的指点。

【参考方案1】：

这个问题可以相对于规范或实现来解释。显然，实现可能会发生变化，但你可能愿意在发生这种情况时重写你的代码，所以我会同时回答。

这也取决于你想做什么。您是在寻找优化，还是在寻找两个实例是（或不是）相同功能的铁定保证？ （如果是后者，你会发现自己与计算物理学不一致，因为即使是询问两个函数是否计算相同事​​物这样简单的问题也是无法确定的。）

从规范的角度来看，语言规范只承诺评估（而不是调用）lambda 表达式的结果是实现目标功能接口的类的实例。它不承诺结果的身份或混叠程度。这是设计使然，为实现提供最大的灵活性以提供更好的性能（这就是 lambda 比内部类更快的原因；我们不受内部类的“必须创建唯一实例”约束。）

所以基本上，规范并没有给你太多，除了显然两个引用相等 (==) 的 lambda 将计算相同的函数。

从实现的角度来看，您可以得出更多的结论。实现 lambdas 的合成类与程序中的捕获站点之间存在（目前可能会改变）1:1 的关系。因此，捕获“x -> x + 1”的两个单独的代码位可以很好地映射到不同的类。但是，如果您在同一个捕获站点评估同一个 lambda，并且该 lambda 是非捕获的，您会得到相同的实例，可以将其与引用相等性进行比较。

如果您的 lambda 是可序列化的，它们将更容易放弃其状态，以换取一些性能和安全性（没有免费的午餐。）

调整相等定义的一个实际领域是方法引用，因为这将使它们能够用作侦听器并被正确地取消注册。正在考虑中。

我认为你想要得到的是：如果两个 lambda 被转换为相同的功能接口，由相同的行为函数表示，并且具有相同的捕获参数，它们是相同的

不幸的是，这既很难做到（对于不可序列化的 lambda，您根本无法获得其中的所有组件）而且还不够（因为两个单独编译的文件可以将相同的 lambda 转换为相同的功能接口类型，而你无法分辨。）

EG 讨论了是否公开足够的信息以便能够做出这些判断，以及讨论 lambdas 是否应该实现更具选择性的equals/hashCode 或更具描述性的 toString。结论是，我们不愿意为向调用者提供这些信息而付出任何性能成本（糟糕的权衡，惩罚 99.99% 的用户以获取 0.01% 的好处）。

尚未就toString 得出明确结论，但留待未来重新审视。但是，在这个问题上，双方都提出了一些很好的论据；这不是灌篮。

【讨论】：

+1 虽然我理解支持== 相等性通常是一个很难解决的问题，但我认为编译器会在一些简单的情况下，如果不是JVM 可以识别this::a on一行与另一行的this::a 相同。事实上，通过为每个呼叫站点提供自己的实现，对我来说仍然不是很明显。也许它们可以进行不同的优化，但我认为内联可以做到这一点。？？

我们研究了许多可能的实现，其中包括在调用站点之间共享代理类的一种。我们现在使用的那个（“元工厂”方法的一大好处是可以在不重新编译用户类文件的情况下进行更改）是最简单且性能最好的。随着 VM 的发展，我们将继续监控选项之间的相对性能，当其他选项之一更快时，我们将切换。

Java 9 没有变化。

@GeoffreyDeSmet 我确信这样做是出于好意，但这种情况经常发生，以至于当性能与安全性或可维护性相冲突时，开发人员认为他们“别无选择”。正如您所建议的那样，这可能会因为安全问题未被充分理解这一事实而放大（尽管在性能方面，有时很难让人们倾听其他问题。）

@GeoffreyDeSmet 缺少验证数据的可能性是一个问题，但由于 lambda 表达式和方法引用主要封装 行为，更大的问题是序列化允许访问它任意（不受信任的代码）的行为。 This question 包含一个实际示例。

【参考方案2】：

为了比较labmdas，我通常让接口扩展Serializable，然后比较序列化的字节。不是很好，但适用于大多数情况。

【讨论】：

这同样适用于 lambda 的 hashCode，不是吗？我的意思是将 lambda 序列化为字节数组（在 ByteArrayOutputStream 和 ObjectOutputStream 的帮助下）并通过 Arrays.hash(...) 对其进行散列。

【参考方案3】：

我看不到从闭包本身获取这些信息的可能性。 闭包不提供状态。

但是如果你想检查和比较方法，你可以使用 Java-Reflection。 当然，这不是一个非常漂亮的解决方案，因为要捕获的性能和异常。但是这样你就可以得到那些元信息。

【讨论】：

+1 反射允许我将this 作为arg$1 但不比较调用的方法。我可能需要读取字节码，看看是否相同。