Dlaczego Stream.allMatch () zwraca wartość true dla pustego strumienia?

Mój kolega i ja mieliśmy błąd, który wynikał z naszego założenia, że ​​wywołanie pustego strumienia allMatch()powróci false.

if (myItems.allMatch(i -> i.isValid()) { 
    //do something
}

Oczywiście to trochę nasza wina, że ​​przyjmujemy i nie czytamy dokumentacji. Ale nie rozumiem, dlaczego allMatch()powraca domyślne zachowanie pustego strumienia true. Jaki był tego powód? Podobnie jak anyMatch()(które odwrotnie zwraca false), operacja ta jest używana w sposób imperatywny, który odchodzi od monady i prawdopodobnie jest używany w ifinstrukcji. Biorąc pod uwagę te fakty, czy jest jakikolwiek powód, dla którego allMatch()domyślne ustawienie truepustego strumienia byłoby pożądane w większości zastosowań?

Jest to znane jako pusta prawda . Wszyscy członkowie pustej kolekcji spełniają twój warunek; w końcu czy możesz wskazać taki, który tego nie robi?

Podobnie anyMatchzwraca false, ponieważ nie możesz znaleźć elementu swojej kolekcji, który nie spełnia warunku. Dla wielu osób jest to mylące, ale okazuje się, że jest to najbardziej użyteczny i spójny sposób definiowania „dowolnych” i „wszystkich” dla pustych zestawów.

Oto inny sposób myślenia o tym:

allMatch()jest do &&tego, co sum()jest+

Rozważ następujące logiczne stwierdzenia:

IntStream.of(1, 2).sum() + 3 == IntStream.of(1, 2, 3).sum()
IntStream.of(1).sum() + 2 == IntStream.of(1, 2).sum()

Ma to sens, ponieważ sum()jest to tylko uogólnienie +. Co się jednak stanie, gdy usuniesz jeszcze jeden element?

IntStream.of().sum() + 1 == IntStream.of(1).sum()

Widzimy, że sensowne jest zdefiniowanie IntStream.of().sum(), czyli suma pustego ciągu liczb, w określony sposób. Daje nam to „element tożsamości” sumowania, czyli wartość, która po dodaniu do czegoś nie ma żadnego efektu ( 0).

Możemy zastosować tę samą logikę do Booleanalgebry.

Stream.of(true, true).allMatch(it -> it) == Stream.of(true).allMatch(it -> it) && true

Bardziej ogólnie:

stream.concat(Stream.of(thing)).allMatch(it -> it) == stream.allMatch(it -> it) && thing

Jeśli stream = Stream.of()wtedy ta zasada nadal musi obowiązywać. Aby rozwiązać ten problem, możemy użyć „elementu tożsamości” funkcji &&. true && thing == thingwięc Stream.of().allMatch(it -> it) == true.

Kiedy dzwonię list.allMatch(lub jego odpowiedniki w innych językach), chcę wykryć, czy jakiekolwiek elementy listnie są zgodne z predykatem. Jeśli nie ma żadnych elementów, żaden może nie pasować. Moja następująca logika polegałaby na wybieraniu elementów i oczekiwaniu, że pasują do predykatu. W przypadku pustej listy nie wybiorę żadnych elementów, a logika będzie nadal działać.

A co, jeśli allMatchwrócisz falsez powodu pustej listy?

Moja prosta logika zawiodłaby:

 if (!myList.allMatch(predicate)) {
   throw new InvalidDataException("Some of the items failed to match!");
 }
 for (Item item : myList) { ... }

Muszę pamiętać, żeby wymienić czek na !myList.empty() && !myList.allMatch().

Krótko mówiąc, allMatchpowrót truedo pustej listy jest nie tylko logicznie uzasadniony, ale leży również na szczęśliwej ścieżce wykonania, wymagającej mniejszej liczby kontroli.

Wygląda na to, że podstawą tego jest indukcja matematyczna. W przypadku informatyki zastosowanie tego mogłoby być przypadkiem bazowym algorytmu rekurencyjnego.

Jeśli strumień jest pusty, mówi się, że kwantyfikacja jest pusto spełniona i zawsze jest prawdziwa. Oracle Docs: Streamuj operacje i potoki

Kluczowe jest tutaj to, że jest on „bezmyślnie zadowolony”, co z natury jest nieco mylące. Wikipedia ma o tym porządną dyskusję.

W czystej matematyce twierdzenia bezmyślnie prawdziwe nie są na ogół interesujące, ale często pojawiają się jako podstawa dowodu przez indukcję matematyczną. Wikipedia: Pusta prawda

Chociaż na to pytanie udzielono już poprawnej odpowiedzi, pomnożyć, chcę wprowadzić bardziej matematyczne podejście.

W tym celu chcę potraktować strumień jako zbiór (w sensie matematycznym). Następnie

emptyStream.allMatch(x-> p(x))

odpowiada while

emtpyStream.anyMatch(x -> p(x))

odpowiada .

To, że druga część jest fałszywa, jest dość oczywiste, ponieważ w pustym zestawie nie ma elementów. Pierwsza jest nieco bardziej skomplikowana. Możesz zaakceptować to jako prawdę z definicji lub spojrzeć na inne odpowiedzi z kilku powodów, dla których tak powinno być.

Przykładem ilustrującym tę różnicę są twierdzenia typu „Wszyscy ludzie żyjący na Marsie mają 3 nogi” (prawda) i „Na Marsie żyje człowiek z 3 nogami” (fałsz)