Статьи

Функциональная FizzBuzz Kata на Java

Март 9, 2019

Некоторое время назад я решил ката FizzBuzz, используя потоки Java 8 и лямбды . Хотя конечный результат был функциональным, промежуточные этапы — нет. Конечно, я могу сделать лучше.

Как всегда, давайте начнем с неудачного теста:

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
package remonsinnema.blog.fizzbuzz;
+
+ import static org.junit.Assert.assertEquals;
+
+ import org.junit.Test;
+
+
+ public class WhenFunctionallyFuzzingAndBuzzing {
+
+   private final FizzBuzzer fizzBuzzer = new FizzBuzzer();
+
+   @Test
+   public void shouldReplaceMultiplesOfThreeWithFizzAndMultiplesOfFiveWithBuzz() {
+     assertEquals(“1”, “1”, fizzBuzzer.apply(1));
+   }
+
+ }
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
package remonsinnema.blog.fizzbuzz;
+
+ import java.util.function.Function;
+
+
+ public class FizzBuzzer implements Function<Integer, String> {
+
+   @Override
+   public String apply(Integer n) {
+     return null;
+   }
+
+ }

Обратите внимание, что я сразу начинаю функциональный курс, используя Function Java.

Я подделываю реализацию, чтобы пройти тест:

1
2
3
4
5
6
7
public class FizzBuzzer implements Function<Integer, String> {
    @Override
    public String apply(Integer n) {
–     return null;
+     return “1”;
    }
  }

И рефакторинг теста для устранения дублирования:

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
public class WhenFunctionallyFuzzingAndBuzzing {
    @Test
    public void shouldReplaceMultiplesOfThreeWithFizzAndMultiplesOfFiveWithBuzz() {
–     assertEquals(“1”, “1”, fizzBuzzer.apply(1));
+     assertFizzBuzz(“1”, 1);
+   }
+
+   private void assertFizzBuzz(String expected, int value) {
+     assertEquals(Integer.toString(value), expected, fizzBuzzer.apply(value));
    }
  }

Затем я добавляю еще один тест для обобщения реализации:

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
public class WhenFunctionallyFuzzingAndBuzzing {
    @Test
    public void shouldReplaceMultiplesOfThreeWithFizzAndMultiplesOfFiveWithBuzz() {
      assertFizzBuzz(“1”, 1);
+     assertFizzBuzz(“2”, 2);
    }
    private void assertFizzBuzz(String expected, int value) {
  public class FizzBuzzer implements Function<Integer, String> {
    @Override
    public String apply(Integer n) {
–     return “1”;
+     return Integer.toString(n);
    }
  }

ОК, пока довольно стандартные вещи. Далее мне нужно заменить 3 на «Fizz»:

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
public class WhenFunctionallyFuzzingAndBuzzing {
    public void shouldReplaceMultiplesOfThreeWithFizzAndMultiplesOfFiveWithBuzz() {
      assertFizzBuzz(“1”, 1);
      assertFizzBuzz(“2”, 2);
+     assertFizzBuzz(“Fizz”, 3);
    }
  nbsp;
    private void assertFizzBuzz(String expected, int value) {
  public class FizzBuzzer implements Function<Integer, String> {
    @Override
    public String apply(Integer n) {
–     return Integer.toString(n);
+     return numberReplacerFor(n).apply(n);
+   }
+
+   private Function<Integer, String> numberReplacerFor(Integer n) {
+     return n == 3
+         ? i -> “Fizz”
+         : i -> Integer.toString(i);
    }
  }

Здесь я признаю, что мне нужно применить одну из двух функций, в зависимости от ввода. Этот код работает, но нуждается в некоторой очистке. Во-первых, как ступеньку, я извлекаю лямбды в поля:

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
import java.util.function.Function;
  public class FizzBuzzer implements Function<Integer, String> {
+   private final Function<Integer, String> replaceNumberWithStringRepresentation
+       = n -> Integer.toString(n);
+   private final Function<Integer, String> replaceNumberWithFizz
+       = n -> “Fizz”;
+
    @Override
    public String apply(Integer n) {
      return numberReplacerFor(n).apply(n);
    private Function<Integer, String> numberReplacerFor(Integer n) {
      return n == 3
–         ? i -> “Fizz”
–         : i -> Integer.toString(i);
+         ? replaceNumberWithFizz
+         : replaceNumberWithStringRepresentation;
    }
  }

Далее я подчеркиваю, что «3» и «Fizz» идут вместе, извлекая класс:

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
public class FizzBuzzer implements Function<Integer, String> {
    private final Function<Integer, String> replaceNumberWithStringRepresentation
        = n -> Integer.toString(n);
–   private final Function<Integer, String> replaceNumberWithFizz
–       = n -> “Fizz”;
+   private final Fizzer replaceNumberWithFizz = new Fizzer();
    @Override
    public String apply(Integer n) {
    }
    private Function<Integer, String> numberReplacerFor(Integer n) {
–     return n == 3
+     return replaceNumberWithFizz.test(n)
          ? replaceNumberWithFizz
          : replaceNumberWithStringRepresentation;
    }
+ package remonsinnema.blog.fizzbuzz;
+
+ import java.util.function.Function;
+ import java.util.function.Predicate;
+
+
+ public class Fizzer implements Function<Integer, String>, Predicate<Integer> {
+
+   @Override
+   public boolean test(Integer n) {
+     return n == 3;
+   }
+
+   @Override
+   public String apply(Integer n) {
+     return “Fizz”;
+   }
+
+ }

Здесь я использую стандартный функциональный интерфейс Java Predicate .

Чтобы добавить «Buzz», мне нужно обобщить код из одного if (скрытого как троичный оператор) в цикл:

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
public class WhenFunctionallyFuzzingAndBuzzing {
      assertFizzBuzz(“1”, 1);
      assertFizzBuzz(“2”, 2);
      assertFizzBuzz(“Fizz”, 3);
+     assertFizzBuzz(“4”, 4);
+     assertFizzBuzz(“Buzz”, 5);
    }
    private void assertFizzBuzz(String expected, int value) {
  package remonsinnema.blog.fizzbuzz;
+ import java.util.Arrays;
+ import java.util.Collection;
  import java.util.function.Function;
    private final Function<Integer, String> replaceNumberWithStringRepresentation
        = n -> Integer.toString(n);
–   private final Fizzer replaceNumberWithFizz = new Fizzer();
+   private final Collection<ReplaceNumberWithFixedText> replacers = Arrays.asList(
+       new ReplaceNumberWithFixedText(3, “Fizz”),
+       new ReplaceNumberWithFixedText(5, “Buzz”)
+   );
    @Override
    public String apply(Integer n) {
    }
    private Function<Integer, String> numberReplacerFor(Integer n) {
–     return replaceNumberWithFizz.test(n)
–         ? replaceNumberWithFizz
–         : replaceNumberWithStringRepresentation;
+     for (ReplaceNumberWithFixedText replacer : replacers) {
+       if (replacer.test(n)) {
+         return replacer;
+       }
+     }
+     return replaceNumberWithStringRepresentation;
    }
  }
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
package remonsinnema.blog.fizzbuzz;
–
– import java.util.function.Function;
– import java.util.function.Predicate;
–
–
– public class Fizzer implements Function<Integer, String>, Predicate<Integer> {
–
–   @Override
–   public boolean test(Integer n) {
–     return n == 3;
–   }
–
–   @Override
–   public String apply(Integer n) {
–     return “Fizz”;
–   }
–
– }
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
package remonsinnema.blog.fizzbuzz;
+
+ import java.util.function.Function;
+ import java.util.function.Predicate;
+
+
+ public class ReplaceNumberWithFixedText implements Function<Integer, String>,
+     Predicate<Integer> {
+
+   private final int target;
+   private final String replacement;
+
+   public ReplaceNumberWithFixedText(int target, String replacement) {
+     this.target = target;
+     this.replacement = replacement;
+   }
+
+   @Override
+   public boolean test(Integer n) {
+     return n == target;
+   }
+
+   @Override
+   public String apply(Integer n) {
+     return replacement;
+   }
+
+ }

Ой, старые привычки … Это должен быть поток, а не цикл:

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
import java.util.function.Function;
  public class FizzBuzzer implements Function<Integer, String> {
–   private final Function<Integer, String> replaceNumberWithStringRepresentation
+   private final Function<Integer, String> defaultReplacer
        = n -> Integer.toString(n);
    private final Collection<ReplaceNumberWithFixedText> replacers = Arrays.asList(
        new ReplaceNumberWithFixedText(3, “Fizz”),
    }
    private Function<Integer, String> numberReplacerFor(Integer n) {
–     for (ReplaceNumberWithFixedText replacer : replacers) {
–       if (replacer.test(n)) {
–         return replacer;
–       }
–     }
–     return replaceNumberWithStringRepresentation;
+     return replacers.stream()
+         .filter(replacer -> replacer.test(n))
+         .map(replacer -> (Function<Integer, String>) replacer)
+         .findFirst()
+         .orElse(defaultReplacer);
    }
  }

Намного лучше. Следующий тест для кратных:

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
public class WhenFunctionallyFuzzingAndBuzzing {
      assertFizzBuzz(“Fizz”, 3);
      assertFizzBuzz(“4”, 4);
      assertFizzBuzz(“Buzz”, 5);
+     assertFizzBuzz(“Fizz”, 6);
    }
    private void assertFizzBuzz(String expected, int value) {
  public class FizzBuzzer implements Function<Integer, String> {
    private final Function<Integer, String> defaultReplacer
        = n -> Integer.toString(n);
–   private final Collection<ReplaceNumberWithFixedText> replacers = Arrays.asList(
–       new ReplaceNumberWithFixedText(3, “Fizz”),
–       new ReplaceNumberWithFixedText(5, “Buzz”)
+   private final Collection<ReplaceMultipleWithFixedText> replacers = Arrays.asList(
+       new ReplaceMultipleWithFixedText(3, “Fizz”),
+       new ReplaceMultipleWithFixedText(5, “Buzz”)
    );
    @Override
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
+ package remonsinnema.blog.fizzbuzz;
+
+ import java.util.function.Function;
+ import java.util.function.Predicate;
+
+
+ public class ReplaceNumberWithFixedText implements Function<Integer, String>,
+     Predicate<Integer> {
+
+   private final int target;
+   private final String replacement;
+
+   public ReplaceNumberWithFixedText(int target, String replacement) {
+     this.target = target;
+     this.replacement = replacement;
+   }
+
+   @Override
+   public boolean test(Integer n) {
+     return n % target == 0;
+   }
+
+   @Override
+   public String apply(Integer n) {
+     return replacement;
+   }
+
+ }
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
– package remonsinnema.blog.fizzbuzz;
–
– import java.util.function.Function;
– import java.util.function.Predicate;
–
–
– public class ReplaceNumberWithFixedText implements Function<Integer, String>, Predicate<Integer> {
–
–   private final int target;
–   private final String replacement;
–
–   public ReplaceNumberWithFixedText(int target, String replacement) {
–     this.target = target;
–     this.replacement = replacement;
–   }
–
–   @Override
–   public boolean test(Integer n) {
–     return n == target;
–   }
–
–   @Override
–   public String apply(Integer n) {
–     return replacement;
–   }
–
– }

Последний тест должен объединить Fizz и Buzz:

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
public class WhenFunctionallyFuzzingAndBuzzing {
      assertFizzBuzz(“4”, 4);
      assertFizzBuzz(“Buzz”, 5);
      assertFizzBuzz(“Fizz”, 6);
+     assertFizzBuzz(“7”, 7);
+     assertFizzBuzz(“8”, 8);
+     assertFizzBuzz(“Fizz”, 9);
+     assertFizzBuzz(“Buzz”, 10);
+     assertFizzBuzz(“11”, 11);
+     assertFizzBuzz(“Fizz”, 12);
+     assertFizzBuzz(“13”, 13);
+     assertFizzBuzz(“14”, 14);
+     assertFizzBuzz(“FizzBuzz”, 15);
    }
    private void assertFizzBuzz(String expected, int value) {
  package remonsinnema.blog.fizzbuzz;
  import java.util.Arrays;
  import java.util.Collection;
  import java.util.function.Function;
+ import java.util.stream.Collectors;
+ import java.util.stream.Stream;
  public class FizzBuzzer implements Function<Integer, String> {
    @Override
    public String apply(Integer n) {
–     return numberReplacerFor(n).apply(n);
+     return numberReplacersFor(n)
+         .map(function -> function.apply(n))
+         .collect(Collectors.joining());
    }
–   private Function<Integer, String> numberReplacerFor(Integer n) {
–     return replacers.stream()
+   private Stream<Function<Integer, String>> numberReplacersFor(Integer n) {
+     return Stream.of(replacers.stream()
          .filter(replacer -> replacer.test(n))
          .map(replacer -> (Function<Integer, String>) replacer)
          .findFirst()
–         .orElse(defaultReplacer);
+         .orElse(defaultReplacer));
    }
  }

Я обобщил одну Function в Stream Function s, к которым я применяю шаблон Map-Reduce. Я мог бы .reduce("", (a, b) -> a + b) часть Reduce, используя что-то вроде .reduce("", (a, b) -> a + b) , но я думаю, что Collectors.joining() более выразителен.

Это еще не прошло тест, так как я возвращаю поток одной функции. Исправление немного сложнее, потому что мне нужно знать, были ли найдены какие-либо применимые функции-заменители, и вы не можете сделать это без прерывания потока . Поэтому мне нужно создать новый поток с помощью StreamSupport :

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
package remonsinnema.blog.fizzbuzz;
  import java.util.Arrays;
  import java.util.Collection;
+ import java.util.Iterator;
+ import java.util.Spliterators;
  import java.util.function.Function;
  import java.util.stream.Collectors;
  import java.util.stream.Stream;
+ import java.util.stream.StreamSupport;
  public class FizzBuzzer implements Function<Integer, String> {
    }
    private Stream<Function<Integer, String>> numberReplacersFor(Integer n) {
–     return Stream.of(replacers.stream()
+     Iterator<Function<Integer, String>> result = replacers.stream()
          .filter(replacer -> replacer.test(n))
          .map(replacer -> (Function<Integer, String>) replacer)
–         .findFirst()
–         .orElse(defaultReplacer));
+         .iterator();
+     return result.hasNext()
+         ? StreamSupport.stream(Spliterators.spliteratorUnknownSize(result, 0), false)
+         : Stream.of(defaultReplacer);
    }
  }

Вот и все. Полный код на GitHub .

Из этого небольшого упражнения я выучил два урока:

  1. Java поставляется с целым набором функциональных интерфейсов, таких как Function и Predicate , которые легко объединяются с потоками для решения различных задач.
  2. Стандартное преобразование if → while становится if → stream в функциональном мире.
Ссылка: Функциональный FizzBuzz Kata на Java от нашего партнера по JCG Ремона Синнема в блоге по разработке безопасного облака .
33
Share: