java.util.function实现原理和Java使用场景【Function、Predicate集合转换过滤，BiConsumer事件处理】-优快云博客

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简介

java.util.function 是 Java 8 引入的一个功能包，它包含了多种函数式接口的定义，使得在 Java 中进行函数式编程变得更为方便。下面我将分别介绍 java.util.function 的作用、实现原理、常用 Java 使用场景以及代码示例。

作用

java.util.function 的主要作用是为 Java 提供了丰富的函数式接口，这些接口可以被用作 Lambda 表达式的目标类型，从而简化代码，提高可读性。这些接口包括：

Function<T, R>：表示一个接受一个参数并产生结果的函数。
Predicate<T>：表示一个参数为 T 的布尔值函数。
Consumer<T>：表示一个接受单一输入参数并且不返回结果的操作。
Supplier<T>：表示一个无参数且返回结果的函数。
UnaryOperator<T> 和 BinaryOperator<T>：分别表示一元和二元操作符，它们对操作数应用操作并产生结果。
BiFunction<T, U, R>：表示一个接受两个参数并产生结果的函数。

实现原理

java.util.function 中的函数式接口通常包含一个或多个抽象方法，并且这些接口都被 @FunctionalInterface 注解标记，以确保它们只包含一个抽象方法（Java 8 的规则是一个接口上如果有且仅有一个抽象方法，就可以被视为函数式接口）。这样，它们就可以作为 Lambda 表达式的目标类型。

常用 Java 使用场景

集合操作：使用 Function、Predicate 等接口对集合进行过滤、映射等操作。
并行流处理：在并行流（parallelStream()）中，使用函数式接口定义的函数可以很方便地对数据进行并行处理。
事件处理：在事件驱动的程序中，可以使用 Consumer 来定义事件处理器。
回调机制：在异步编程或需要回调的场景中，可以使用 Supplier 来生成回调数据。
简化代码：在很多场景中，使用函数式接口可以简化代码，提高可读性。

代码示例

使用 Function 进行映射：

List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
List<Integer> lengths = names.stream()
    .map(String::length) // 使用 Function 接口的 map 方法
    .collect(Collectors.toList());

使用 Predicate 进行过滤：

List<String> filteredNames = names.stream()
    .filter(name -> name.startsWith("A")) // 使用 Predicate 接口的 filter 方法
    .collect(Collectors.toList());

使用 Consumer 进行操作：

names.forEach(name -> System.out.println(name)); // 使用 Consumer 接口的 forEach 方法

使用 Supplier 生成数据：

Supplier<String> greetingSupplier = () -> "Hello, World!";
String greeting = greetingSupplier.get(); // 使用 Supplier 接口的 get 方法

使用 BiFunction 进行二元操作：

BiFunction<Integer, Integer, Integer> adder = (a, b) -> a + b;
int sum = adder.apply(2, 3); // 使用 BiFunction 接口的 apply 方法

6. 使用 `UnaryOperator` 进行一元操作

UnaryOperator 是一个特殊的 Function 接口，它接受和返回相同类型的参数。这在需要对集合中的元素进行一元操作时特别有用。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
List<Integer> squaredNumbers = numbers.stream()
    .map(UnaryOperator.identity().andThen(n -> n * n)) // 使用 UnaryOperator 进行平方运算
    .collect(Collectors.toList());

在上面的例子中，UnaryOperator.identity() 返回一个不做任何操作的 UnaryOperator，然后使用 andThen 方法组合了另一个函数（n -> n * n）来执行平方运算。

7. 使用 `BinaryOperator` 进行二元操作

BinaryOperator 也是一个特殊的 BiFunction 接口，它接受两个相同类型的参数，并返回一个相同类型的结果。这通常用于归约操作，如求和、求最大值等。

Integer sum = numbers.stream()
    .reduce(Integer::sum) // 使用 BinaryOperator 进行求和
    .orElse(0); // 如果流为空，则返回默认值 0

在上面的例子中，Integer::sum 是一个 BinaryOperator<Integer>，它用于将流中的元素相加。reduce 方法使用此二元操作符对流中的元素进行归约操作，并返回结果。如果流为空，则使用 orElse 方法提供一个默认值。

8. 结合 `Comparator` 进行排序和比较

虽然 Comparator 不直接属于 java.util.function 包，但它经常与函数式接口一起使用，特别是在排序操作中。

List<String> sortedNames = names.stream()
    .sorted(Comparator.comparing(String::length)) // 使用 Comparator 进行长度排序
    .collect(Collectors.toList());

在上面的例子中，Comparator.comparing(String::length) 创建了一个比较器，它根据字符串的长度进行排序。然后，sorted 方法使用此比较器对流中的元素进行排序。

9.BiPredicate检查两个对象是否满足某种条件

public class BiPredicateExample {
    // 示例方法：检查两个整数是否都是偶数
    public static boolean areBothEven(int a, int b, BiPredicate<Integer, Integer> biPredicate) {
        return biPredicate.test(a, b);
    }

    // 示例BiPredicate实现：检查两个整数是否都是偶数
    private static BiPredicate<Integer, Integer> bothEven = (a, b) -> a % 2 == 0 && b % 2 == 0;

    public static void main(String[] args) {
        // 使用自定义的BiPredicate检查两个整数
        boolean result = areBothEven(2, 4, bothEven);
        System.out.println("Are 2 and 4 both even? " + result); // 输出: Are 2 and 4 both even? true

        result = areBothEven(3, 4, bothEven);
        System.out.println("Are 3 and 4 both even? " + result); // 输出: Are 3 and 4 both even? false
    }
}