Java常用函数式编程接口

本文深入解析Java中四大函数式接口:Consumer、Supplier、Function和Predicate,涵盖一入参和二入参接口,详述接口定义、源码及示例,助力开发者掌握函数式编程核心。

目录

一、函数式编程接口

1.Consumer接口

1.1 典型一入参接口Consumer

1.2 二入参接口BiConsumer,>

2.Supplier接口

3.Function接口,>

3.1 典型一入参接口Function,>

3.2 二入参接口BiFunction,>

4.Predicate接口

4.1 典型一入参接口Predicate

4.2 二入参接口BiPredicate,>


一、函数式编程接口

Java中的函数式接口一共有四种,其都被注解@FunctionalInterface注释,表明这是一个函数式接口:

  1. 消费型接口(Consumer<T>):接口方法void accept(T t),参数T,无返回值;
  2. 供给型接口(Supplier<T>):接口方法T get(),返回T类型返回值;
  3. 函数型接口(Function<T, R>):接口方法R apply(T t),入参为T类型,返回R类型返回值;
  4. 断言型接口(Predicate<T>):接口方法boolean test(T t),入参为T类型,返回boolean值。

1.Consumer<T>接口

1.1 典型一入参接口Consumer<T>

Consumer接口源码: 

@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
    void accept(T t);
    default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t) -> { accept(t); after.accept(t); };
    }
}

示例: 

Consumer<Integer> con = 
        (integer) -> System.out.println("Integer Value" + integer);
con.accept(2);

1.2 二入参接口BiConsumer<T, U>

BiConsumer接口源码:

@FunctionalInterface
public interface BiConsumer<T, U> {
    void accept(T t, U u);
    default BiConsumer<T, U> andThen(
            BiConsumer<? super T, ? super U> after) {
        Objects.requireNonNull(after);

        return (l, r) -> {
            accept(l, r);
            after.accept(l, r);
        };
    }
}

示例:

BiConsumer<Float, Double> consumer = 
        (f, d) -> System.out.println(f.doubleValue() + d);
consumer.accept(1.5f, 5.55);

2.Supplier<T>接口

Supplier接口源码:

@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
    T get();
}

示例:

Supplier<Long> currentTimeSupplier = System::currentTimeMillis;
Long currentTime = currentTimeSupplier.get();

3.Function<T, R>接口

3.1 典型一入参接口Function<T, R>

Function接口源码:

@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
    R apply(T t);
    default <V> Function<V, R> compose(
            Function<? super V, ? extends T> before) {
        Objects.requireNonNull(before);
        return (V v) -> apply(before.apply(v));
    }
    default <V> Function<T, V> andThen(
            Function<? super R, ? extends V> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t) -> after.apply(apply(t));
    }
    static <T> Function<T, T> identity() {
        return t -> t;
    }
}

示例:

Function<Integer, Long> sqrtFunction = 
        (integer) -> new Double(Math.sqrt(integer)).longValue();
Long sqrtResult = sqrtFunction.apply(4);

3.2 二入参接口BiFunction<T, U, R>

BiFunction接口源码:

@FunctionalInterface
public interface BiFunction<T, U, R> {
    R apply(T t, U u);
    default <V> BiFunction<T, U, V> andThen(
            Function<? super R, ? extends V> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t, U u) -> after.apply(apply(t, u));
    }
}

 示例:

BiFunction<Float, Double, Long> toLong = 
        (f,d) -> f.longValue() + d.longValue();
System.out.println(toLong.apply(0.5f, 2.3));

4.Predicate<T>接口

4.1 典型一入参接口Predicate<T>

Predicate接口源码:

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {
    boolean test(T t);
    default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) && other.test(t);
    }
    default Predicate<T> negate() {
        return (t) -> !test(t);
    }
    default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) || other.test(t);
    }
    static <T> Predicate<T> isEqual(Object targetRef) {
        return (null == targetRef)
                ? Objects::isNull
                : object -> targetRef.equals(object);
    }
}

示例:

Predicate<Integer> isEven = (integer) -> integer % 2 == 0;
if (isEven.test(2)) {
    System.out.println("这是偶数");
}

4.2 二入参接口BiPredicate<T, U>

BiPredicate接口源码:

@FunctionalInterface
public interface BiPredicate<T, U> {
    boolean test(T t, U u);
    default BiPredicate<T, U> and(BiPredicate<? super T, ? super U> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (T t, U u) -> test(t, u) && other.test(t, u);
    }

    default BiPredicate<T, U> negate() {
        return (T t, U u) -> !test(t, u);
    }
    default BiPredicate<T, U> or(BiPredicate<? super T, ? super U> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (T t, U u) -> test(t, u) || other.test(t, u);
    }
}

示例:

BiPredicate<Float, Double> isEquals = (f, d) -> d.equals(f.doubleValue());
if (isEquals.test(0.5f, 0.5)) {
    System.out.println("float和double相等");
}

 

函数式编程是一种编程范式,强调使用纯函数和不可变数据。在现代编程语言中,如 Java、Python、JavaScript 等,都支持或模拟函数式编程特性。以下是一些常见的函数式编程接口和概念,以及它们在不同语言中的实现。 --- ### 1. `map` `map` 函数用于对集合中的每个元素应用一个函数,并返回一个新的集合。 #### Python 示例: ```python numbers = [1, 2, 3, 4] squared = list(map(lambda x: x ** 2, numbers)) print(squared) # 输出 [1, 4, 9, 16] ``` #### Java 示例(使用 Stream API): ```java import java.util.Arrays; import java.util.List; import java.util.stream.Collectors; public class Main { public static void main(String[] args) { List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4); List<Integer> squared = numbers.stream() .map(n -> n * n) .collect(Collectors.toList()); System.out.println(squared); // 输出 [1, 4, 9, 16] } } ``` --- ### 2. `filter` `filter` 用于筛选出满足条件的元素。 #### Python 示例: ```python numbers = [1, 2, 3, 4, 5] even = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers)) print(even) # 输出 [2, 4] ``` #### Java 示例: ```java import java.util.Arrays; import java.util.List; import java.util.stream.Collectors; public class Main { public static void main(String[] args) { List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5); List<Integer> even = numbers.stream() .filter(n -> n % 2 == 0) .collect(Collectors.toList()); System.out.println(even); // 输出 [2, 4] } } ``` --- ### 3. `reduce` `reduce` 用于将集合中的元素通过一个函数逐步合并,最终得到一个值。 #### Python 示例: ```python from functools import reduce numbers = [1, 2, 3, 4] sum_result = reduce(lambda x, y: x + y, numbers) print(sum_result) # 输出 10 ``` #### Java 示例: ```java import java.util.Arrays; import java.util.Optional; public class Main { public static void main(String[] args) { Optional<Integer> sum = Arrays.asList(1, 2, 3, 4).stream() .reduce((a, b) -> a + b); sum.ifPresent(System.out::println); // 输出 10 } } ``` --- ### 4. `forEach` `forEach` 用于对集合中的每个元素执行一个操作,通常用于副作用(如打印、修改外部变量等)。 #### Java 示例: ```java import java.util.Arrays; public class Main { public static void main(String[] args) { Arrays.asList(1, 2, 3, 4).forEach(System.out::println); } } ``` #### Python 示例: ```python numbers = [1, 2, 3, 4] for num in numbers: print(num) ``` --- ### 5. `flatMap` `flatMap` 用于将多个流合并成一个流,通常用于处理嵌套集合。 #### Java 示例: ```java import java.util.Arrays; import java.util.List; import java.util.stream.Collectors; public class Main { public static void main(String[] args) { List<List<Integer>> lists = Arrays.asList( Arrays.asList(1, 2), Arrays.asList(3, 4) ); List<Integer> flattened = lists.stream() .flatMap(List::stream) .collect(Collectors.toList()); System.out.println(flattened); // 输出 [1, 2, 3, 4] } } ``` --- ### 6. `sorted` `sorted` 用于对集合进行排序。 #### Python 示例: ```python numbers = [3, 1, 4, 2] sorted_numbers = sorted(numbers) print(sorted_numbers) # 输出 [1, 2, 3, 4] ``` #### Java 示例: ```java import java.util.Arrays; import java.util.List; import java.util.stream.Collectors; public class Main { public static void main(String[] args) { List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 1, 4, 2); List<Integer> sorted = numbers.stream() .sorted() .collect(Collectors.toList()); System.out.println(sorted); // 输出 [1, 2, 3, 4] } } ``` --- ### 总结 - `map`:对每个元素进行变换 - `filter`:筛选符合条件的元素 - `reduce`:将元素合并为一个结果 - `forEach`:对每个元素执行操作 - `flatMap`:扁平化处理嵌套结构 - `sorted`:对元素进行排序 这些函数式编程接口函数式编程语言(如 Scala、Haskell)中也有对应实现,并且在现代编程语言中广泛使用。 ---
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