通用函数接口java.util.function.*[

 

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为了配合λ表达式的使用，定义了一些作为形参的函数接口。java.util.function包基本覆盖了程序员对函数接口的各种需求。

1.方法的类型签名

函数的类型签名，描述方法的形参列表类型通过本方法处理后，形成返回值类型。以如下格式描述：(形参列表类型) ->返回值类型

从方法的类型签名分析，java.util.function包的核心函数接口有4个。

Ø        函数型T ->R，完成参数类型T向结果类型R的转换。核心函数接口Function

Ø        判断型T ->boolean，核心函数接口Predicate/谓词

Ø        消费型T ->void，核心函数接口Consumer

Ø        供给型void->T，核心函数接口Supplier

其他函数接口与它们类似。各种类型签名可以拓展到二元如(T, U) -> R，三元及更多元的类型签名，难以支持。

由于Java泛型采用擦除技术，Java中不可以用同一个名字定义不同类型或不同数量的参数的泛型类，即无法定义Function<T, R>、Function<T,U, R>、Function<Integer, Integer >等，而必须取不同的类型名字。

 

2.避免装箱和拆箱

 

Java泛型仅针对引用类型，如果使用Function<Integer, Integer>，会将代码中的int进行装箱，从而在性能上付出代价。java.util.function包针对基本类型的int、double和long提供支持，当输入或/和输出为基本类型时，可以避免自动装箱的操作。

核心函数接口	简化或二元拓展	基本类型
Function<T, R> ,T ->R 共25个接口		IntFunction<R>,int->R LongFunction<R> DoubleFunction<R> IntToDoubleFunction, int->double IntToLongFunction LongToDoubleFunction, LongToIntFunction, DoubleToIntFunction DoubleToLongFunction ToIntFunction<T>, T->int ToDoubleFunction<T>, ToLongFunction<T>
	BiFunction<T,U,R> ,(T,U) ->R	ToIntBiFunction<T,U>, ToLongBiFunction<T,U>, ToDoubleBiFunction<T,U>
	UnaryOperator<T>, T->T	IntUnaryOperator, LongUnaryOperator, DoubleUnaryOperator
	BinaryOperator<T> (T,T) ->T	IntBinaryOperator, LongBinaryOperator, DoubleBinaryOperator
Predicate<T>  T->boolean  共5个接口		IntPredicate, LongPredicate, DoublePredicate
	BiPredicate<L,R>  (L,R)->boolean
Consumer<T>, T->void 共8个接口		IntConsumer, LongConsumer, DoubleConsumer
	BiConsumer<T,U>  (T,U)->void	ObjIntConsumer<T>, ObjLongConsumer<T>, ObjDoubleConsumer<T>
Supplier<T> ()->T 共5个接口		BooleanSupplier, IntSupplier, LongSupplier, DoubleSupplier

 

3.自定义函数接口

 

虽然java.util.function包提供了通用函数接口，在后面的例子中仍然使用了自定义函数接口，主要考虑在演示代码中自定义函数接口比通用函数接口更容易理解。某种程度上，使用通用函数接口，如同定义各种类时，将各种类的方法全部命名为doSth()一样，会降低代码的可读性。

另一方面，通过自定义函数接口，可以掌握通用函数接口的使用，这里就不举例说明通用函数接口的用法了。

4.方法引用

函数接口主要支持λ表达式的使用，例如

ToIntFunction<String>f = s->s.length();

值得注意的是，在λ表达式中调用某个类的方法或构造器的情形，Java 8提供了λ表达式的简化版本，方法引用。

ToIntFunction<String>f = String::length;

方法引用是否会降低代码的可读性，见仁见智。

Consumer<String> c= System.out::println;

IntConsumer   c2= System.out::println;

当调用accept()，要注意c需要的参数为泛型指出的String，而c2需要的参数为类名IntConsumer暗示的int。

c.accept("hello");

c2.accept(5);

另外，yqj2065觉得冒号冒号，很丑陋。

 

 

 

注：在我们讨论各种函数接口时，关心类型签名，而函数名applyAsDouble等等不需要知道，yqj2065说过：lambda表达式是省略了名字的函数。通常，通用函数接口中抽象方法的名字如applyAsDouble、apply、test，应用程序员甚至不需要知道，我们使用lambda表达式时就不需要写函数名。

 

• int –> int封装为IntUnaryOperator。类似的，对于long–> long封装为LongUnaryOperator、double–> double封装为DoubleUnaryOperator。
• 对于参数和返回值为基本类型的一元函数，int –> long封装为IntToLongFunction、int –> double封装为IntToDoubleFunction、long–> int封装为LongToIntFunction、long–> double封装为LongToDoubleFunction、double–> int封装为DoubleToIntFunction、double–> long封装为DoubleToLongFunction。
• 参数为基本类型而返回值为R的一元函数，int –> R封装为IntFunction<R> 、long–> R封装为LongFunction<R>、double–> R封装为DoubleFunction<R>；
• 参数为T而返回值为int等情况，T–> int封装为ToIntFunction<T>、T–> long封装为ToLongFunction<T>、T–> double封装为ToDoubleFunction<T>。
• 更一般的一元函数，T–> R封装为Function<T,R>。如果是T–> T，则特化为UnaryOperator<T>。

一元函数就有了 17个函数接口。下面是几个例子。

    public static void unaryFunction(){//一元函数
        F y = x-> x + 1; 
        pln(y.f(2));
        IntUnaryOperator y1 = x-> x + 1; //int –> int
        pln(y1.applyAsInt(2));
        IntToDoubleFunction y2 = x-> x + 1; //int –> double
        pln(y2.applyAsDouble(2));
        ToIntFunction<String> y3 = s->s.length();//T–> int
        pln(y3.applyAsInt("hello"));
        IntFunction<String> y4 = i->(i+"ok");//int–> R
        pln(y4.apply(5));
        Function<String,Integer>  y5 =  s->s.length();//String–> Integer
        pln(y5.apply("hello"));        
    }

 

从一元函数扩展到 二元函数，Java中不能够定义不同个数参数的泛型类，如DoubleOP<T,U>、DoubleOP<T,U,V>、DoubleOP<T,U,V,W>，必须为它们取不同的名字，真是醉了。可以从自定义的double op(double m,double n)出发，也可以从一般到特殊：

• 一般的二元函数，(T, U) –> R封装为BiFunction<T,U,R>。如果是(T, T)–> T，则特化为BinaryOperator<T>。
• (T, U) –> int封装为ToIntBiFunction<T,U>、(T, U) –> long封装为ToLongBiFunction<T,U>、(T, U) –> double封装为ToDoubleBiFunction<T,U>。
• (int, int) –> int封装为IntBinaryOperator；类似的，(long, long) –> long封装为LongBinaryOperator、(double, double) –> double封装为DoubleBinaryOperator。
• (int, long) –> int这样的组合太多，不提供封装类。

 

 本系列中25个接口。

 

    public static void testFunction(){

        principle.callback.lower.DoubleOP<Double,String> f = ( x, y)->{return x +y.length() ;};
        double d = f.applyAsDouble(1.0,"yqj2065");
        pln(d);
        
        ToDoubleBiFunction<Double,Double> f1 = ( m, n)->{return m +2*n ;};
        d = f1.applyAsDouble(1.0,3.0);        pln(d);
        
        Function<String,Double> f2 = x->(double)x.length();
        d = f2.apply("yqj2065"); pln(d);
        BiFunction<String,String,Double>  f3 = (x,y)->x.length()+y.length()*1.0;
        d = f3.apply("yqj","2065"); pln(d);
        BinaryOperator<Double> f4 = (x,y)->x+y;
        d = f4.apply(1.0,3.0); pln(d);
        DoubleBinaryOperator f5 = (x,y)->x+y;
        d = f5.applyAsDouble(1.0,3.0); pln(d);
        
    }

 

通用函数接口最大的用途，是框架或/和类库的设计。假设下面代码中m()是库函数，应用程序test2()可以视m()为一个高阶函数，它使用函数接口作为形参，而应用程序以lambda表达式作为实参。

 

 

    public static void m(Predicate<String> p, String t) {
        if (p.test(t)) {
            System.out.println("ok");
        }
    }
    public static void test2(){
        m(s->s.startsWith("a"),"aab");
    }

 

2.Predicate<T> 

谓词/Predicate，针对T数据进行测试，返回boolean。lambda表达式的类型签名T→boolean。

 

上面m()的形参为Predicate<String>，针对String数据进行测试；通常的形参为Predicate<T>或Predicate<? super T>——只读通配符（T 的某个父类型）

下面的例子，说明我们可以针对List<T>抽象出一般性的方法filter——换言之，过滤等函数不是什么了不起的想法，但在Stream中，它是延迟计算的，因而更给力。

 

    public static <T> List<T> filter(List<T> list, Predicate<T> p) {
        List<T> results = new ArrayList<>();
        /*list.stream().filter((s) -> (p.test(s))).//惰性
                forEach((s) -> {
                    results.add(s);
                });*/
        for (T s : list) {
            if (p.test(s)) {
                results.add(s);
            }
        }
        return results;
    }

Predicate提供了default方法与或非and、or、 negate()。