如何利用 Either 和 Option 进行函数式错误处理

2023-08-21 17:22:04 59

前言

我将讨论Scala风格的模式匹配，但首先我需要通过Either概念建立一些背景知识。Either的其中一个用法是函数式风格的错误处理，我会在本期文章中对其进行介绍。

在Java中，错误的处理在传统上由异常以及创建和传播异常的语言支持进行。但是，如果不存在结构化异常处理又如何呢？许多函数式语言不支持异常范式，所以它们必须找到表达错误条件的替代方式。在本文中，我将演示Java中类型安全的错误处理机制，该机制绕过正常的异常传播机制（并通过FunctionalJava框架的一些示例协助说明）。

函数式错误处理

如果您想在Java中不使用异常来处理错误，最根本的障碍是语言的限制，因为方法只能返回单个值。但是，当然，方法可以返回单个Object（或子类）引用，其中可包含多个值。那么，我可以使用一个Map来启用多个返回值。请看看清单1中的divide()方法：

清单1.使用Map处理多个返回值

publicstaticMapdivide(intx,inty){
Mapresult=newHashMap();
if(y==0)
result.put("exception",newException("divbyzero"));
else
result.put("answer",(double)x/y);
returnresult;
}

在清单1中，我创建了一个Map，以String为键，并以Object为值。在divide()方法中，我输出exception来表示失败，或者输出answer来表示成功。清单2中对两种模式都进行了测试：

清单2.使用Map测试成功与失败

@Test
publicvoidmaps_success(){
Mapresult=RomanNumeralParser.divide(4,2);
assertEquals(2.0,(Double)result.get("answer"),0.1);
}
@Test
publicvoidmaps_failure(){
Mapresult=RomanNumeralParser.divide(4,0);
assertEquals("divbyzero",((Exception)result.get("exception")).getMessage());
}

在清单2中，maps_success测试验证在返回的Map中是否存在正确的条目。maps_failure测试检查异常情况。

这种方法有一些明显的问题。首先，Map中的结果无论如何都不是类型安全的，它禁用了编译器捕获特定错误的能力。键的枚举可以略微改善这种情况，但效果不大。其次，该方法调用器并不知道方法调用是否成功，这加重了调用程序的负担，它要检查可能结果的词典。第三，没有什么能阻止这两个键都有值，这使得结果模棱两可。

我需要的是一种让我能够以类型安全的方式返回两个（或多个）值的机制。

Either类

返回两个不同值的需求经常出现在函数式语言中，用来模拟这种行为的一个常用数据结构是Either类。在Java中，我可以使用泛型创建一个简单的Either类，如清单3所示：

清单3.通过Either类返回两个（类型安全的）值

publicclassEither{
privateAleft=null;
privateBright=null;
privateEither(Aa,Bb){
left=a;
right=b;
}
publicstaticEitherleft(Aa){
returnnewEither(a,null);
}
publicAleft(){
returnleft;
}
publicbooleanisLeft(){
returnleft!=null;
}
publicbooleanisRight(){
returnright!=null;
}
publicBright(){
returnright;
}
publicstaticEitherright(Bb){
returnnewEither(null,b);
}
publicvoidfold(FleftOption,FrightOption){
if(right==null)
leftOption.f(left);
else
rightOption.f(right);
}
}

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