函数式编程如何优化Java函数内存消耗？（函数.消耗.内存.优化.编程...）

函数式编程通过使用纯函数和不变数据结构优化 java 函数内存消耗：纯函数：不会修改输入或外部状态，在每次调用时返回相同结果，无需存储调用栈。不变数据结构：创建后不能修改，防止数据损坏，适合使用缓存存储计算结果。实战案例：使用缓存存储斐波那契数列中计算过的数字，避免递归调用栈溢出，降低内存消耗。

函数式编程是一种编程范例，它强调使用纯函数和不变数据结构。它可以显著优化 Java 函数的内存消耗，从而提高应用程序的性能。

纯函数是指不会修改输入或外部状态的函数。这意味着它们在每次调用时都返回相同的结果，并且没有副作用。例如，以下函数计算两个数字的总和：

int sum(int a, int b) {
    return a + b;
}

sum() 函数是纯函数，因为它不修改任何输入或外部状态，并且总是返回相同的结果。

不变数据结构是指在创建后不能再修改的数据结构。这有助于防止数据损坏和并行编程问题。例如，以下数据结构使用不可变列表存储数字：

List<Integer> numbers = List.of(1, 2, 3);

numbers 列表是不可变的，这意味着不能添加或删除元素。

考虑一个计算斐波那契数列中第 n 个数字的函数。一个常见的实现是递归，但它会导致函数调用栈溢出，因为每个递归调用都需要存储一个新帧。

使用函数式编程，我们可以通过缓存计算结果来优化这个函数。我们可以将 fib() 函数转换为使用不变列表存储缓存结果的纯函数：

import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

class Fibonacci {
    private static final Map<Integer, List<Integer>> CACHE = new HashMap<>();

    public static List<Integer> fib(int n) {
        if (n == 0) {
            return List.of();
        }
        if (n == 1) {
            return List.of(1);
        }
        if (!CACHE.containsKey(n)) {
            List<Integer> previous = fib(n - 1);
            List<Integer> current = List.of(previous.get(previous.size() - 1) + previous.get(previous.size() - 2), 1);
            CACHE.put(n, current);
        }
        return CACHE.get(n);
    }
}

通过使用纯函数和不变数据结构，这个函数不再容易发生栈溢出，并且可以高效地利用缓存结果，从而显著降低内存消耗。

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