JDK8之函数式接口与方法引用

浅浅的花香味﹌ 2024-03-24 17:02 21阅读 0赞

## 一、函数式接口 ##

### 1. 函数式接口的由来 ###

我们知道使用Lambda表达式的前提是需要有函数式接口，而Lambda表达式使用时不关心接口名，抽象方法名。只关心抽象方法的参数列表和返回值类型。因此为了让我们使用Lambda表达式更加方便，在JDK中提供了大量常用的函数式接口

public class Demo01Fun {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            fun1((arr)->{
        
                int sum = 0 ;
                for (int i : arr) {
        
                    sum += i;
                }
                return sum;
            });
        }
    
        public static void fun1(Operator operator){
        
            int[] arr = {
        1,2,3,4};
            int sum = operator.getSum(arr);
            System.out.println("sum = " + sum);
        }
    }
    
    /**
     * 函数式接口
     */
    @FunctionalInterface
    interface Operator{
        
    
        int getSum(int[] arr);
    }

### 2. 函数式接口介绍 ###

在JDK中帮我们提供的有函数式接口，主要是在 java.util.function 包中。

#### 2.1 Supplier ####

无参有返回值的接口，对于的Lambda表达式需要提供一个返回数据的类型。供应商的意思。

@FunctionalInterface
    public interface Supplier<T> {
        
    
        /**
         * Gets a result.
         *
         * @return a result
         */
        T get();
    }

使用：

/**
     * Supplier 函数式接口的使用
     */
    public class SupplierTest {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            fun1(()->{
        
                int arr[] = {
        22,33,55,66,44,99,10};
                // 计算出数组中的最大值
                Arrays.sort(arr);
                return arr[arr.length-1];
            });
        }
    
        private static void fun1(Supplier<Integer> supplier){
        
            // get() 是一个无参的有返回值的 抽象方法
            Integer max = supplier.get();
            System.out.println("max = " + max);
    
        }
    }

#### 2.2 Consumer ####

有参无返回值得接口,前面介绍的Supplier接口是用来生产数据的，而Consumer接口是用来消费数据的，使用的时候需要指定一个泛型来定义参数类型

@FunctionalInterface
    public interface Consumer<T> {
        
    
        /**
         * Performs this operation on the given argument.
         *
         * @param t the input argument
         */
        void accept(T t);
    }

使用：将输入的数据统一转换为小写输出

public class ConsumerTest {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            test(msg -> {
        
                System.out.println(msg + "-> 转换为小写：" + msg.toLowerCase());
            });
        }
    
        public static void test(Consumer<String> consumer){
        
            consumer.accept("Hello World");
        }
    }

默认方法:andThen

如果一个方法的参数和返回值全部是Consumer类型，那么就可以实现效果，消费一个数据的时候，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方法

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

具体的操作

public class ConsumerAndThenTest {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            test2(msg1->{
        
                System.out.println(msg1 + "-> 转换为小写：" + msg1.toLowerCase());
            },msg2->{
        
                System.out.println(msg2 + "-> 转换为大写：" + msg2.toUpperCase());
            });
        }
    
    
        public static void test2(Consumer<String> c1,Consumer<String> c2){
        
            String str = "Hello World";
            //c1.accept(str); // 转小写
            //c2.accept(str); // 转大写
            //c1.andThen(c2).accept(str);
            c2.andThen(c1).accept(str);//先大写再小写  《==》 c2.accept(str)之后c1.accept(str)
        }
    }

#### 2.3 Function ####

有参有返回值的接口，Function接口是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。有参数有返回值。

@FunctionalInterface
    public interface Function<T, R> {
        
    
        /**
         * Applies this function to the given argument.
         *
         * @param t the function argument
         * @return the function result
         */
        R apply(T t);
    }

使用：传递进入一个字符串返回一个数字

public class FunctionTest {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            test(msg ->{
        
                return Integer.parseInt(msg);
            });
        }
    
        public static void test(Function<String,Integer> function){
        
            Integer apply = function.apply("666");
            System.out.println("apply = " + apply);
        }
    }

默认方法：andThen，也是用来进行组合操作，

default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {
        
            Objects.requireNonNull(after);
            return (T t) -> after.apply(apply(t));
        }

public class FunctionAndThenTest {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            test(msg ->{
        
                return Integer.parseInt(msg);
            },msg2->{
        
                return msg2 * 10;
            });
        }
    
        public static void test(Function<String,Integer> f1,Function<Integer,Integer> f2){
        
            /*Integer i1 = f1.apply("666");
            Integer i2 = f2.apply(i1);*/
            Integer i2 = f1.andThen(f2).apply("666");// <===> f1.apply("666")之后f2.apply(i1)
            System.out.println("i2:" + i2);
    
        }
    }

默认的compose方法的作用顺序和andThen方法刚好相反

而静态方法identity则是，输入什么参数就返回什么参数

#### 2.4 Predicate ####

有参且返回值为Boolean的接口

@FunctionalInterface
    public interface Predicate<T> {
        
    
        /**
         * Evaluates this predicate on the given argument.
         *
         * @param t the input argument
         * @return {@code true} if the input argument matches the predicate,
         * otherwise {@code false}
         */
        boolean test(T t);
    }

使用：

public class PredicateTest {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            test(msg -> {
        
                return msg.length() > 3;
            },"HelloWorld");
        }
    
        private static void test(Predicate<String> predicate,String msg){
        
            boolean b = predicate.test(msg);
            System.out.println("b:" + b);
        }
    }

在Predicate中的默认方法提供了逻辑关系操作 and or negate isEquals方法

import java.util.function.Predicate;
    
    public class PredicateDefaultTest {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            test(msg1 -> {
        
                return msg1.contains("H");
            },msg2 -> {
        
                return msg2.contains("W");
            });
        }
    
        private static void test(Predicate<String> p1,Predicate<String> p2){
        
            /*boolean b1 = predicate.test(msg);
            boolean b2 = predicate.test("Hello");*/
            // b1 包含H b2 包含W
            
            // p1 包含H 同时 p2 包含W
            boolean bb1 = p1.and(p2).test("Hello");
            // p1 包含H 或者 p2 包含W
            boolean bb2 = p1.or(p2).test("Hello");
            // p1 不包含H
            boolean bb3 = p1.negate().test("Hello");
            System.out.println(bb1); // FALSE
            System.out.println(bb2); // TRUE
            System.out.println(bb3); // FALSE
        }
    }

## 二、方法引用 ##

### 1. 为什么要用方法引用 ###

#### 1.1 lambda表达式冗余 ####

在使用Lambda表达式的时候，也会出现代码冗余的情况，比如：用Lambda表达式求一个数组的和

import java.util.function.Consumer;
    
    public class FunctionRefTest01 {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            printMax(a->{
        
                // Lambda表达式中的代码 和 getTotal中的代码冗余了
                int sum = 0;
                for (int i : a) {
        
                    sum += i;
                }
                System.out.println("数组之和：" + sum);
            });
        }
    
        /**
         * 求数组中的所有元素的和
         * @param a
         */
        public void getTotal(int a[]){
        
            int sum = 0;
            for (int i : a) {
        
                sum += i;
            }
            System.out.println("数组之和：" + sum);
        }
    
        private static void printMax(Consumer<int[]> consumer){
        
            int[] a= {
        10,20,30,40,50,60};
            consumer.accept(a);
        }
    }

#### 1.2 解决方案 ####

因为在Lambda表达式中要执行的代码和我们另一个方法中的代码是一样的，这时就没有必要重写一份逻辑了，这时我们就可以“引用”重复代码

import java.util.function.Consumer;
    
    public class FunctionRefTest02 {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            // :: 方法引用 也是JDK8中的新的语法
            printMax(FunctionRefTest02::getTotal);
        }
    
        /**
         * 求数组中的所有元素的和
         * @param a
         */
        public static void getTotal(int a[]){
        
            int sum = 0;
            for (int i : a) {
        
                sum += i;
            }
            System.out.println("数组之和：" + sum);
        }
    
        private static void printMax(Consumer<int[]> consumer){
        
            int[] a= {
        10,20,30,40,50,60};
            consumer.accept(a);
        }
    }

:: 方法引用 也是JDK8中的新的语法。

方法引用会根据已经存在的方法直接引用，

而原本的lambda表达式会重新封装成一个方法。

这样看下来方法引用的效率会高点。

\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OYtgY4yy-1681026101923)(JDK8新特性.assets/image-20220613151230912.png)\]

### 2. 方法引用的格式 ###

符号表示：`::`

符号说明：双冒号为方法引用运算符，而它所在的表达式被称为`方法引用`

应用场景：如果Lambda表达式所要实现的方案，已经有其他方法存在相同的方案，那么则可以使用方法引用。

常见的引用方式：

方法引用在JDK8中使用是相当灵活的，有以下几种形式：

1.  instanceName::methodName ===》对象::方法名
2.  ClassName::staticMethodName ===》类名::静态方法名
3.  ClassName::methodName ===》类名::普通方法（类名::实例方法名）
4.  ClassName::new ===》类名::new （类名::构造器）
5.  TypeName\[\]::new ===》String\[\]::new （数组::构造器）

#### 2.1 对象名::方法名 ####

这是最常见的一种用法。如果一个类中的已经存在了一个成员方法，则可以通过对象名引用成员方法

public static void main(String[] args) {
        
            Date now = new Date();
            Supplier<Long> supplier = ()->{
        return now.getTime();};
            System.out.println(supplier.get());
            // 然后我们通过 方法引用 的方式来处理
            Supplier<Long> supplier1 = now::getTime;
            System.out.println(supplier1.get());
        }

方法引用的注意事项：

1.  被引用的方法，参数要和接口中的抽象方法的参数一样
2.  当接口抽象方法有返回值时，被引用的方法也必须有返回值

#### 2.2 类名::静态方法名 ####

也是比较常用的方式：

public class FunctionRefTest04 {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            Supplier<Long> supplier1 = ()->{
        
                return System.currentTimeMillis();
            };
            System.out.println(supplier1.get());
    
            // 通过 方法引用 来实现
            Supplier<Long> supplier2 = System::currentTimeMillis;
            System.out.println(supplier2.get());
        }
    }

#### 2.3 类名::实例方法名 ####

Java面向对象中，类名只能调用静态方法，类名引用实例方法是有前提的，实际上是拿第一个参数作为方法的调用者

import java.util.Date;
    import java.util.function.BiFunction;
    import java.util.function.Function;
    import java.util.function.Supplier;
    
    public class FunctionRefTest05 {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            Function<String,Integer> function = (s)->{
        
                return s.length();
            };
            System.out.println(function.apply("hello"));
    
            // 通过方法引用来实现
            Function<String,Integer> function1 = String::length;
            System.out.println(function1.apply("hahahaha"));
    
            BiFunction<String,Integer,String> function2 = String::substring;
            String msg = function2.apply("HelloWorld", 3);
            System.out.println(msg);
        }
    }

#### 2.4 类名::构造器 ####

由于构造器的名称和类名完全一致，所以构造器引用使用`::new`的格式使用，

public class FunctionRefTest06 {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            Supplier<Person> sup = ()->{
        return new Person();};
            System.out.println(sup.get());
            // 然后通过 方法引用来实现
            Supplier<Person> sup1 = Person::new;
            System.out.println(sup1.get());
            BiFunction<String,Integer,Person> function = Person::new;
            System.out.println(function.apply("张三",22));
        }
    }

#### 2.5 数组::构造器 ####

数组是怎么构造出来的呢？

public static void main(String[] args) {
        
            Function<Integer,String[]> fun1 = (len)->{
        
                return new String[len];
            };
            String[] a1 = fun1.apply(3);
            System.out.println("数组的长度是：" + a1.length);
            // 方法引用 的方式来调用数组的构造器
            Function<Integer,String[]> fun2 = String[]::new;
            String[] a2 = fun2.apply(5);
            System.out.println("数组的长度是：" + a2.length);
        }

小结：方法引用是对Lambda表达式符合特定情况下的一种缩写方式，它使得我们的Lambda表达式更加的精简，也可以理解为lambda表达式的缩写形式，不过要注意的是方法引用只能引用已经存在的方法。