Java中的函数式接口介绍

【函数式接口】

注：本文转载自黑马培训教材

第一章 函数式接口

1.1概念

函数式接口在Java中是指:有且仅有一个抽象方法的接口。 函数式接口，即适用于函数式编程场景的接口。而Java中的函数式编程体现就是Lambda，所以函数式接口就是可
以适用于Lambda使用的接口。只有确保接口中有且仅有一个抽象方法，Java中的Lambda才能顺利地进行推导。

1.2格式

只要确保接口中有且仅有一个抽象方法即可:

由于接口当中抽象方法的 public abstract 是可以省略的，所以定义一个函数式接口很简单:

1.3 @FunctionalInterface注解

与 @Override 注解的作用类似，Java 8中专门为函数式接口引入了一个新的注解: @FunctionalInterface 。该注解可用于一个接口的定义上:

一旦使用该注解来定义接口，编译器将会强制检查该接口是否确实有且仅有一个抽象方法，否则将会报错。需要注意的是，即使不使用该注解，只要满足函数式接口的定义，这仍然是一个函数式接口，使用起来都一样。

1.4 自定义函数式接口

对于刚刚定义好的 MyFunctionalInterface 函数式接口，典型使用场景就是作为方法的参数:

第二章 函数式编程

在兼顾面向对象特性的基础上，Java语言通过Lambda表达式与方法引用等，为开发者打开了函数式编程的大门。 下面我们做一个初探。

2.1 Lambda的延迟执行

有些场景的代码执行后，结果不一定会被使用，从而造成性能浪费。而Lambda表达式是延迟执行的，这正好可以 作为解决方案，提升性能。

性能浪费的日志案例

注:日志可以帮助我们快速的定位问题，记录程序运行过程中的情况，以便项目的监控和优化。 一种典型的场景就是对参数进行有条件使用，例如对日志消息进行拼接后，在满足条件的情况下进行打印输出:

这段代码存在问题:无论级别是否满足要求，作为 log 方法的第二个参数，三个字符串一定会首先被拼接并传入方法内，然后才会进行级别判断。如果级别不符合要求，那么字符串的拼接操作就白做了，存在性能浪费。

体验Lambda的更优写法
使用Lambda必然需要一个函数式接口:

然后对 log 方法进行改造:


这样一来，只有当级别满足要求的时候，才会进行三个字符串的拼接;否则三个字符串将不会进行拼接。
证明Lambda的延迟
下面的代码可以通过结果进行验证:

从结果中可以看出，在不符合级别要求的情况下，Lambda将不会执行。从而达到节省性能的效果。

2.2 使用Lambda作为参数和返回值

如果抛开实现原理不说，Java中的Lambda表达式可以被当作是匿名内部类的替代品。如果方法的参数是一个函数 式接口类型，那么就可以使用Lambda表达式进行替代。使用Lambda表达式作为方法参数，其实就是使用函数式 接口作为方法参数。
例如 java.lang.Runnable 接口就是一个函数式接口，假设有一个 startThread 方法使用该接口作为参数，那么就 可以使用Lambda进行传参。这种情况其实和 Thread 类的构造方法参数为 Runnable 没有本质区别。

类似地，如果一个方法的返回值类型是一个函数式接口，那么就可以直接返回一个Lambda表达式。当需要通过一 个方法来获取一个 java.util.Comparator 接口类型的对象作为排序器时,就可以调该方法获取。

其中直接return一个Lambda表达式即可。

第三章 常用函数式接口

JDK提供了大量常用的函数式接口以丰富Lambda的典型使用场景，它们主要在 java.util.function 包中被提供。 下面是最简单的几个接口及使用示例。

3.1 Supplier接口

java.util.function.Supplier 接口仅包含一个无参的方法: T get() 。用来获取一个泛型参数指定类型的对 象数据。由于这是一个函数式接口，这也就意味着对应的Lambda表达式需要“对外提供”一个符合泛型类型的对象 数据。

3.2 练习:求数组元素最大值

题目

使用 Supplier 接口作为方法参数类型，通过Lambda表达式求出int数组中的最大值。提示:接口的泛型请使用 java.lang.Integer 类。

解答

3.3 Consumer接口

java.util.function.Consumer 接口则正好与Supplier接口相反，它不是生产一个数据，而是消费一个数据， 其数据类型由泛型决定。

抽象方法:accept

Consumer 接口中包含抽象方法 void accept(T t) ，意为消费一个指定泛型的数据。基本使用如:

当然，更好的写法是使用方法引用。

默认方法:andThen

如果一个方法的参数和返回值全都是 Consumer 类型，那么就可以实现效果:消费数据的时候，首先做一个操作， 然后再做一个操作，实现组合。而这个方法就是 Consumer 接口中的default方法 andThen 。下面是JDK的源代码:

要想实现组合，需要两个或多个Lambda表达式即可，而 andThen 的语义正是“一步接一步”操作。例如两个步骤组 合的情况:

运行结果将会首先打印完全大写的HELLO，然后打印完全小写的hello。当然，通过链式写法可以实现更多步骤的 组合。

3.4 练习:格式化打印信息

题目

下面的字符串数组当中存有多条信息，请按照格式“ 姓名:XX。性别:XX。 ”的格式将信息打印出来。要求将打印姓 名的动作作为第一个 Consumer 接口的Lambda实例，将打印性别的动作作为第二个 Consumer 接口的Lambda实 例，将两个 Consumer 接口按照顺序“拼接”到一起。

解答

3.5 Predicate接口

有时候我们需要对某种类型的数据进行判断，从而得到一个boolean值结果。这时可以使用java.util.function.Predicate 接口。

抽象方法:test

Predicate 接口中包含一个抽象方法: boolean test(T t) 。用于条件判断的场景:

条件判断的标准是传入的Lambda表达式逻辑，只要字符串长度大于5则认为很长。

默认方法:and

既然是条件判断，就会存在与、或、非三种常见的逻辑关系。其中将两个 Predicate 条件使用“与”逻辑连接起来实 现“并且”的效果时，可以使用default方法 and 。其JDK源码为:

如果要判断一个字符串既要包含大写“H”，又要包含大写“W”，那么:

默认方法:or

与 and 的“与”类似，默认方法 or 实现逻辑关系中的“或”。JDK源码为:

如果希望实现逻辑“字符串包含大写H或者包含大写W”，那么代码只需要将“and”修改为“or”名称即可，其他都不 变:

默认方法:negate

“与”、“或”已经了解了，剩下的“非”(取反)也会简单。默认方法 negate 的JDK源代码为:

从实现中很容易看出，它是执行了test方法之后，对结果boolean值进行“!”取反而已。一定要在 test 方法调用之前调用 negate 方法，正如 and 和 or 方法一样:

3.6 练习:集合信息筛选

题目

数组当中有多条“姓名+性别”的信息如下，请通过 Predicate 接口的拼装将符合要求的字符串筛选到集合 ArrayList 中，需要同时满足两个条件:

1. 必须为女生;
2. 姓名为4个字。
   

解答

3.7 Function接口

java.util.function.Function<T,R> 接口用来根据一个类型的数据得到另一个类型的数据，前者称为前置条件，后者称为后置条件。

抽象方法:apply

Function 接口中最主要的抽象方法为: R apply(T t) ，根据类型T的参数获取类型R的结果。 使用的场景例如:将 String 类型转换为 Integer 类型。

当然，最好是通过方法引用的写法。

默认方法:andThen

Function 接口中有一个默认的 andThen 方法，用来进行组合操作。JDK源代码如:

该方法同样用于“先做什么，再做什么”的场景，和 Consumer 中的 andThen 差不多:

第一个操作是将字符串解析成为int数字，第二个操作是乘以10。两个操作通过 andThen 按照前后顺序组合到了一 起。

3.8 练习:自定义函数模型拼接

题目

请使用 Function 进行函数模型的拼接，按照顺序需要执行的多个函数操作为: String str = “赵丽颖,20”;

1. 将字符串截取数字年龄部分，得到字符串;
2. 将上一步的字符串转换成为int类型的数字;
3. 将上一步的int数字累加100，得到结果int数字。

解答