在java代码中执行R代码或函数(一)

本文详细介绍如何在Java环境中配置并使用R语言环境,包括R环境的搭建、R代码的编写与执行、rJava包的安装及配置,最终实现Java代码调用R函数。

以下代码在win7,jdk 1.7,eclipse 4.4.2,R 3.1.2下运行通过。

1 搭建R环境

在使用java代码调用R代码之前,需要先保证本机环境已搭建R环境,可以正常执行R代码。否则,在R开发工具中尚不能执行R代码,在java中调用R很有可能会失败。
下载R windows安装包,https://cran.r-project.org/bin/windows/base/
选择一个版本,解压,执行\R-3.1.2\bin\x64\Rgui.exe,打开R界面窗口,会显示命令行。执行以下命令,验证R已正确安装;

sessionInfo()
会显示R版本、本机操作系统等信息
x <- c(1,2,3)
x * 10
会显示[1] 10 20 30

2 编写R测试代码

点击左上角菜单,新建R文件,保存到某一个目录下,路径中最好没有空格和括号等特殊字符,命名为1.R
将下面内容复制到里面保存。

test_no_param <- function (){
  return(100)
}

# 入参为一个list和一个整数,出参为一个list
test_param_list <- function (x, y) {
  x[,2] <- x[,2] * y

  return(x)
}

3 执行R代码

全选代码,点击工具栏运行代码图标,加载两个函数,R Console窗口命令行会输出相关信息。在命令行输入下面代码,结果如下:

test_no_param()
[1] 100
在命令行输入下面代码,结果如下:
c1 <- c(“a”,”b”,”c”)
c2 <- c(1, 2, 3)
x <- data.frame(c1,c2)
x
c1 c2
1 a 1
2 b 2
3 c 3
y <- test_param_list(x, 10)
y
c1 c2
1 a 10
2 b 20
3 c 30

4 安装rJava包

如果上面两个函数执行无问题,表示本地已搭建好R环境。在命令行执行:
install.packages(“rJava”)
选择国内的一个源,R会安装一个包,rJava。接下来通过这个包,实现在java代码中调用上面的函数。

5 在系统环境变量中添加R路径

新建R_HOME的变量,值为R的根路径,如E:\R\R-3.1.2;
在PATH中添加 %R_HOME%;%R_HOME%/bin/x64;%R_HOME%/library/rJava/jri/x64; 保存;
打开cmd窗口,输入R,正常会显示R版本信息,并进入R代码执行模式,输入quit()退出。表示R已配置到系统环境变量中。

6 编译路径添加相关jar

在R的安装目录(\R-3.1.2\library\rJava\jri)下,找到三个jar包:JRI.jar,JRIEngine.jar,REngine.jar。在eclipse中新建一个java工程,将三个jar包添加到工程编译路径下。
新建Test2.java,代码如下:

package com;

import java.util.Arrays;

import org.rosuda.JRI.REXP;
import org.rosuda.JRI.RList;
import org.rosuda.JRI.RVector;
import org.rosuda.JRI.Rengine;

/**
 * 使用rJava包,调用R代码中的函数
 * 
 * @author frank
 * @since 2016-11-14
 *
 */
public class Test2 {

    public static void main(String[] args) {
        Test2 test2 = new Test2();
        test2.method2();
    }

    /**
     * 加载R文件,调用函数
     */
    @SuppressWarnings("deprecation")
    public void method2(){
        // R文件全路径
        String filePath = "D:\\1.R";

        // 初始化R解析类
        Rengine engine = new Rengine(null, false, null);
        System.out.println("Rengine created, waiting for R");

        // 等待解析类初始化完毕
        if (!engine.waitForR()) {
            System.out.println("Cannot load R");
            return;
        }
        // 将文件全路径复制给R中的一个变量
        engine.assign("fileName", filePath);
        // 在R中执行文件。执行后,文件中的两个函数加载到R环境中,后续可以直接调用
        engine.eval("source(fileName)");
        System.err.println("R文件执行完毕");

        {
            // 直接调用无参的函数,将结果保存到一个对象中
            REXP rexp = engine.eval("test_no_param()");
            System.err.println(rexp);
            // 已知返回值的类型,故将其转换为double,供其他代码使用
            double d = rexp.asDouble();
            System.err.println(d);
            System.err.println("---------------1");
        }

        {
            // 定义一个数组,与R中c1集合对应
            String[] arr1 = new String[]{"a", "b", "c"};
            // 将数组复制给R中的变量c1。R中变量无需预先定义
            engine.assign("c1", arr1);

            // 定义一个数组,与R中c2集合对应
            double[] arr2 = new double[]{1, 2, 3};
            // 将数组复制给R中的变量c2
            engine.assign("c2", arr2);
            // 将c1 c2连接为一个集合(R中的数据集,类似java的list),赋值给一个变量
            engine.eval("x <- data.frame(c1, c2)");
            // 将一个数值保存到一个变量中
            engine.eval("y <- 10");

            // 入参为list,出参为list。调用R中函数,将结果保存到一个对象中。
            REXP rexp = engine.eval("test_param_list(x, y)");
            System.err.println(rexp);

            // 解析rexp对象,转换数据格式

            // list的标题
            RList list = rexp.asList();
            String[] key = list.keys();
            System.err.println(Arrays.toString(key));
            if(key != null){
                int i = 0;
                while (i < key.length){
                    i++;
                }
            }
            // list的数据
            RVector v =  rexp.asVector();
            for(int i=0; i<v.size(); i++){
                REXP rexpTemp = (REXP) v.get(i);
                if(REXP.INTSXP == rexpTemp.rtype){
                    int[] arr = rexpTemp.asIntArray();
                    System.err.println(Arrays.toString(arr));
                } else if(REXP.STRSXP == rexpTemp.rtype){
                    String[] arr = rexpTemp.asStringArray();
                    System.err.println(Arrays.toString(arr));
                } else if(REXP.REALSXP == rexpTemp.rtype){
                    double[] arr = rexpTemp.asDoubleArray();
                    System.err.println(Arrays.toString(arr));
                }
            }
            System.err.println("---------------2");
        }

        engine.stop();
    }



}

jar包maven配置:

<properties>
    <rjava.version>0.9-7</rjava.version>
</properties>


<!-- rjava -->
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.github.lucarosellini.rJava/JRIEngine -->
<dependency>
    <groupId>com.github.lucarosellini.rJava</groupId>
    <artifactId>JRIEngine</artifactId>
    <version>${rjava.version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.github.lucarosellini.rJava</groupId>
    <artifactId>REngine</artifactId>
    <version>${rjava.version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.github.lucarosellini.rJava</groupId>
    <artifactId>JRI</artifactId>
    <version>${rjava.version}</version>
</dependency>

7 运行java代码

正常输出如下结果:

Rengine created, waiting for R
R文件执行完毕
[REAL* (100.0)]
100.0
---------------1
[VECTOR ([FACTOR {levels=("a","b","c"),ids=(0,1,2)}], [REAL* (10.0, 20.0, 30.0)])]
[c1, c2]
null
[10.0, 20.0, 30.0]
---------------2

8 备注1

至此,已实现在java中调用R函数、执行R代码。test_param_list入参、出参均为list,复杂的参数都可以使用list进行传输,基本能满足常见的java调用R函数的业务场景。执行过程中,若报错,可google上搜索结果。

9 备注2

R安装目录\R\R-3.1.2\library\rJava\jri\examples下有官方示例代码,可参考。需要注意的是:编写业务代码时不要调用rni开头的函数,此类函数为低级别api。示例代码有相关提示。

这里写图片描述

<think>首先,用户的问题是:“我想执行 Java 代码中的函数 请问how to execute a function in Java code”。这翻译成英文是“I want to execute a function in Java code, how to execute a function in Java code?”。所以,核心是如何在Java执行函数。 现在,系统指令要求: - 所有行内数学表达式用$...$格式。 - 独立公式用$$...$$格式。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识。 - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 - 尽量保证回答真实可靠。 参考站内引用: - [^1]:关于使用Rserve在Java调用R功能。 - [^2]:关于Java 8中的Function接口。 - [^3]:关于从Android调用JavaScript。 - [^4]:关于JXPath库中的远程代码执行漏洞。 这些引用似乎与用户的问题不太直接相关,因为用户问的是如何在Java执行函数。引用[^2]提到Java 8的Function接口,这可能相关,因为它涉及函数式编程。其他引用是关于调用外部代码(如RJavaScript)安全漏洞,可能不是直接相关。 我应该专注于用户的问题:如何在Java执行函数Java执行函数的基本方式是调用方法(method)。在Java中,函数通常称为方法。 关键点: 1. **定义方法**:在类中定义个方法。 2. **调用方法**:创建对象(如果是实例方法)使用类名(如果是静态方法),然后调用方法。 3. **函数式接口**:在Java 8及以后,可以使用lambda表达式和方法引用来实现函数式接口。 4. **反射**:如果需要动态调用方法,可以使用反射。 引用[^2]提到Function接口,这是Java 8的函数式接口,可以用来表示函数。 回答结构: - **逐步解释**:从基本到高级。 - **使用中文**。 - **添加引用**:自然地添加引用标识,参考提供的引用。 - **生成相关问题**:在最后添加相关问题。 可能的引用点: - 对于函数式编程,可以引用[^2],因为它提到Function接口。 - 其他引用可能不直接相关,但如果有联系,可以提及。 大纲: 1. **介绍基本方法调用**:解释如何在Java中定义和调用方法。 2. **函数式编程**:讨论Java 8的lambda和Function接口。 3. **反射**:简要提到动态调用。 4. **代码示例**:提供简单代码。 5. **相关问题**:生成相关问题。 代码示例: - 提供个简单的Java类和方法调用。 - 可能使用Function接口。 引用添加: - 在解释函数式编程时,添加[^2]。 - 其他引用如[^1][^3]可能不直接相关,但如果能关联,可以提及。例如,调用外部函数可能涉及类似概念,但用户问题聚焦在Java代码内部。 最终,确保回答真实可靠:基于Java标准知识。 生成相关问题: - 基于主题,如Java方法调用、lambda表达式、反射等。</think>### 如何执行 Java 代码中的函数Java执行函数(通常称为方法)是编程的核心操作。Java 提供了多种方式来实现这点,包括直接调用方法、使用函数式接口(如 Java 8 引入的 lambda 表达式)和反射机制。下面我将逐步解释这些方法,确保内容真实可靠,并基于 Java 官方文档和最佳实践。回答使用中文,并遵循您的格式要求。 #### 1. **基本方法调用** 在 Java 中,函数必须定义在类中(称为方法)。执行方法的基本步骤是: - **定义方法**:使用 `public`、`private` 等访问修饰符声明方法。 - **调用方法**:如果是静态方法(`static`),直接用类名调用;如果是实例方法,先创建对象再调用。 - **示例代码**: ```java public class Main { // 定义个静态方法 public static void sayHello() { System.out.println("Hello, World!"); } // 定义个实例方法 public void sayName(String name) { System.out.println("Hello, " + name); } public static void main(String[] args) { // 调用静态方法:直接使用类名 Main.sayHello(); // 输出: Hello, World! // 调用实例方法:先创建对象 Main obj = new Main(); obj.sayName("Alice"); // 输出: Hello, Alice } } ``` 在这个示例中,`main` 方法是程序入口,它调用了静态方法 `sayHello` 和实例方法 `sayName`。方法调用Java 的基础,适用于大多数简单场景。 #### 2. **使用函数式接口和 lambda 表达式(Java 8 及以上)** Java 8 引入了函数式编程特性,允许将函数作为参数传递动态执行。核心是 `java.util.function` 包中的函数式接口(如 `Function<T,R>`),它表示个输入参数和个返回值的函数。 - **定义和调用**: - 使用 `Function` 接口定义函数。 - 通过 `apply` 方法执行函数。 - 结合 lambda 表达式简化代码。 - **示例代码**: ```java import java.util.function.Function; public class FunctionExample { public static void main(String[] args) { // 定义个 Function 函数:将字符串转换为大写 Function<String, String> toUpperCase = str -> str.toUpperCase(); // 执行函数:使用 apply 方法 String result = toUpperCase.apply("hello"); System.out.println(result); // 输出: HELLO // 另个例子:将数字平方 Function<Integer, Integer> square = num -> num * num; System.out.println(square.apply(5)); // 输出: 25 } } ``` 这种方法提高了代码的灵活性和可读性,特别适合处理集合操作回调函数。通过函数式接口,Java 可以更接近函数式编程范式,使代码更简洁[^2]。 #### 3. **使用反射机制动态执行方法** 如果需要运行时动态调用方法(例如根据方法名执行),可以使用 Java 的反射 API(`java.lang.reflect` 包)。这适用于框架动态加载的场景,但需注意性能开销和安全风险。 - **步骤**: 1. 获取类的 `Class` 对象。 2. 获取方法的 `Method` 对象。 3. 调用 `invoke` 方法执行。 - **示例代码**: ```java import java.lang.reflect.Method; public class ReflectionExample { public static void main(String[] args) throws Exception { // 获取类的 Class 对象 Class<?> clazz = Class.forName("Main"); // 创建对象实例 Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance(); // 获取方法对象(sayName 方法) Method method = clazz.getMethod("sayName", String.class); // 执行方法 method.invoke(obj, "Bob"); // 输出: Hello, Bob } } ``` 反射功能强大,但应谨慎使用,因为它可能引发 `InvocationTargetException` 安全漏洞(如未验证的方法调用)。在库开发中,建议限制反射权限以避免风险[^4]。 #### 关键注意事项 - **性能**:直接方法调用最快,反射最慢;函数式接口在大多数场景下性能良好。 - **错误处理**:方法调用可能抛出异常(如 `NullPointerException`),使用 `try-catch` 块处理。 - **安全**:避免动态执行不可信代码,以防止代码注入漏洞(参考 CVE-2022-41852 案例)[^4]。 - **适用场景**: - 简单逻辑:直接调用。 - 函数式编程:使用 `Function` 接口。 - 动态需求:反射。 如果您提供更多上下文(如具体函数类型使用场景),我可以给出更针对性的建议。
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