“代码即数据”是什么意思？答案

【问题标题】：What does "Code as Data" mean?“代码即数据”是什么意思？
【发布时间】：2015-02-01 19:44:55
【问题描述】：

我最近遇到了来自 EclipseCon 2014 的 presentation，在第 5 页上他们说 “Lambda 表达式允许您将代码视为数据”。

我也遇到了这个示例代码

button.addActionListener(new ActionListener() {
    public void actionPerformed(ActionEvent event) {
        System.out.println("button clicked");
    }
});

来自 Richard Warburton 的“Java 8 Lambdas: Pragmatic Functional Programming”

“这实际上是一个使用代码作为数据的例子——我们给出了 button 一个代表动作的对象。”

对于 Lambda 表达式和/或匿名内部类，code as data 是什么意思？

【问题讨论】：

我猜它是指将方法作为值传递，而 lambdas 给人一种做事的错觉。值被视为数据，“代码”可能是指作为方法的代码块
看起来像任何将函数视为主要类公民的函数式语言（将函数作为另一个函数的输入的概念）。这个例子对我来说看起来很乱，其他函数式或混合函数式的语言在语法上做得更好，例如检查 Scala（它仍然基于 JVM）。
“代码即数据”是一个标语，并不意味着您不知道任何事情。

标签： java lambda java-8 anonymous-inner-class

【解决方案1】：

当您将功能作为参数传递给另一个方法时，例如当有人单击您的示例代码之类的按钮时应该采取什么操作。

Lambda 表达式使您能够做到这一点，将功能视为方法参数 = code as data。

有关更多信息和 lambda 代码示例，请参阅 oracle link。

【讨论】：

【解决方案2】：

“代码即数据”的概念与具有一流功能的编程语言的概念密切相关。请参阅有关此主题的 Wikipedia article。在这篇other answer 中，我讨论了Java 是否具有一流的功能，但那篇文章也讨论了其他一些问题。

维基百科文章中的定义（引用了 Abelson & Sussman，计算机程序的结构和解释，第 1.3 节）特别提到了使它们成为“一流”的函数的以下特征：

可以作为参数传递给其他函数
可以作为其他函数的值返回
可以赋值给变量
可以存储在数据结构中

这些都是您对数据所做的事情。如果你可以用函数做同样的事情，那就像把“代码当作数据”一样。

如果您仔细观察 lambda 是如何添加到 Java 编程语言中的，您会发现 lambda 确实被转换为函数式接口的实例。因此，它是某个对象的实例，因此是类Object 的后代，并且与Java 中的所有对象一样，它具有equals(), hashCode(), getClass() 等方法，并且可以将引用与== 等进行比较。但是，明确不鼓励您依赖任何这些。有关其他讨论，请参阅我的 other answer。在实践中，当您在 Java 中使用 lambda 时，感觉就像是在将代码作为参数传递，或者将其分配给变量。例如，

list.replaceAll(x -> doSomething(x));

Predicate<String> pred = s -> s.length() > 5;

您真的最终没有想到，在幕后，lambda 是作为函数接口实例的对象。

【讨论】：

【解决方案3】：

这意味着您编写的程序代码也是一个数据，可以作为参数传递给另一个method并由程序操作。

【讨论】：

【解决方案4】：

在 Java 的黄金时代，没有方便的范例将功能从调用者传递给接收者。您必须使用某种方法（通常通过“Command”设计模式）组合一个类，然后将其传递给接收者。

Java 8 Lambda 通过引入 Lambda 表达式改变了范式。忘记这些是如何呈现给运行时的，Lambda 对开发人员来说似乎是可以传递给方法的纯代码。代码即数据！

这种范式转变为 java.util.Stream 铺平了道路，它接受 lambda 表达式，告诉集合执行一项功能。

Maurice Naftalin 的新书Mastering Lambdas - Java Programming in a Multi-Core World 是对整个主题的清晰、简洁和完整的处理。

【讨论】：

【解决方案5】：

代码永远是数据！程序的字节码指令存储在内存中。程序员没有直接读写这块内存的权限，但它就在那里。

当我们谈论将代码“视为”数据时，我们指的是存储对该内存的引用，以便按照我们通常认为的“数据”的方式使用和组织内存。

例如，可以想象在button 内部看起来像这样：

class Button {
    private ActionListener[] listeners = new ActionListener[100];
    private int count = 0;

    public void addActionListener(ActionListener listener) {
        listeners[count] = listener;
        ++count;
    }

    // called somehow when the button is clicked
    void notifyListeners() {
        ActionEvent theEvent = new ActionEvent(...);
        for(int i = 0; i < count; ++i) {
            listeners[i].actionPerformed(theEvent);
        }
    }
}

基本上Button 将函数列表保存在数组中：这将代码视为数据。在大多数情况下，ActionListener 除了引用 actionPerformed 的特定覆盖之外没有其他用途。

由于所有 Java 实例方法都是虚拟的，我们总是可以将代码视为数据。 AWT/Swing 精心设计的事件监听框架证明了这一点。 Lambda 表达式只是增加了概念上的强调和简短的语法。（在大多数情况下，由于它们的实施，性能也有所提高。）

当我们只使用一个对象来实现一个特定的方法而不是存储值时，Lambda 可以让我们更清楚地表达我们的意图。

从技术上讲，这都是通过间接完成的。 ActionListener 不保存代码：相反，虚拟机以某种方式知道（我们不知道）它指向内存中包含指向代码的指针的特定结构。因此，某种对代码的引用是实际传递的内容，因此“将代码视为数据”。

【讨论】：