简单探索 Java 中的惰性计算

什么是惰性计算？

在Java中，常见的计算形式是立刻计算，在需要的时候将计算结果返回。但是在惰性计算中，计算过程会被延迟到真正需要的时候才计算，这种方式称为惰性计算。

为什么使用惰性计算？

使用惰性计算可以提高程序的效率，因为只有在真正需要计算结果的时候才会进行计算。同时，有些计算是非常耗时的，当程序中存在大量的不必要的计算时，惰性计算可以避免这种情况的发生。此外，使用惰性计算还可以避免数据的重复计算，提高程序的运行效率。

如何实现惰性计算？

Java中，可以使用Stream等方式实现惰性计算。通过创建Stream对象及其各种操作来实现懒加载的效果。

示例一：读取文件中的数据

try(Stream<String> lines = Files.lines(Paths.get("example.txt"))) {
    // 文件中每行数据是一条记录，使用map把每一行数据转换为Person对象，返回Stream<Person>
    // 这里并不会读取整个文件的内容，只有在后面再遍历返回的Stream对象时才会真正的进行读取和解析文件内容的操作
    Stream<Person> persons = lines.map(line -> {
        String[] fields = line.split(",");
        return new Person(fields[0], Integer.parseInt(fields[1]));
    });

    // 后续的操作，如筛选数据等等都只是对Stream对象进行操作，不会真正进行数据的读取和计算
    persons.filter(person -> person.getAge() > 18).forEach(System.out::println);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

在这个例子中，我们通过读取文件中的数据来创建一个Stream对象。但是在使用map方法将每一行数据转换成Person对象时，并没有实际读取文件的内容，只是在创建一个Stream对象，并记录了这次转换的操作，等到后面真正需要读取文件内容时才开始逐行读取，并将每一行数据转化为Person对象。

示例二：计算斐波那契数列

 Stream.iterate(new long[] { 0, 1 }, f -> new long[] { f[1], f[0] + f[1] })
            .limit(20)
            .mapToLong(f -> f[0])
            .forEach(System.out::println);

在这个例子中，我们通过Stream.iterate方法创建了一个斐波那契数列的Stream对象。但是在使用limit方法限定了计算数列中前20项时，并没有立即开始计算斐波那契数列，只是记录了这样一条计算斐波那契数列的指令。只有当后面遍历这个Stream对象时，才开始逐步计算斐波那契数列的各项值，并输出结果。

总结

通过对惰性计算的探索与示例，我们了解到惰性计算的概念、使用场景、实现方式。使用惰性计算可以提高程序执行效率，避免重复计算，同时也能够简化程序的逻辑流程，让程序的代码更加简洁易读。