java进阶 12（函数式接口）

其他 2020-09-09 04:05:32 阅读次数: 0

函数式接口

1.函数式接口在Java中是指：有且仅有一个抽象方法的接口。

2.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。

3.格式：

修饰符 interface 接口名称 {
public abstract 返回值类型 方法名称(可选参数信息);
// 其他非抽象方法内容
}

4.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：

public interface MyFunctionalInterface {
void myMethod();
}

@FunctionalInterface注解

1.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：

@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
void myMethod();
}

注：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。

自定义函数式接口

1.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：

public class Demo09FunctionalInterface {
// 使用自定义的函数式接口作为方法参数
private static void doSomething(MyFunctionalInterface inter) {
inter.myMethod(); // 调用自定义的函数式接口方法
}
public static void main(String[] args) {
// 调用使用函数式接口的方法
doSomething(() ‐> System.out.println("Lambda执行啦！"));
}
}

函数式编程

1.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。

Lambda的延迟执行

1.Lambda表达式是延迟执行的，这正好可以解决有些场景的代码执行后，结果不一定会被使用，从而造成性能浪费的问题，提升性能。

2.性能浪费的日志案例：

public class Demo01Logger {
private static void log(int level, String msg) {
if (level == 1) {
System.out.println(msg);
}
}
public static void main(String[] args) {
String msgA = "Hello";
String msgB = "World";
String msgC = "Java";
log(1, msgA + msgB + msgC);
}
}

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。

3.SLF4J是应用非常广泛的日志框架，它在记录日志时为了解决这种性能浪费的问题，并不推荐首先进行字符串的拼接，而是将字符串的若干部分作为可变参数传入方法中，仅在日志级别满足要求的情况下才会进 行字符串拼接。例如： LOGGER.debug(“变量{}的取值为{}。”, “os”, “macOS”) ，其中的大括号 {} 为占位 符。如果满足日志级别要求，则会将“os”和“macOS”两个字符串依次拼接到大括号的位置；否则不会进行字符串拼接。这也是一种可行解决方案，但Lambda可以做到更好。（了解）

4.Lambda的更优写法：

@FunctionalInterface
public interface MessageBuilder {
String buildMessage();
}
public class Demo02LoggerLambda {
private static void log(int level, MessageBuilder builder) {
if (level == 1) {
System.out.println(builder.buildMessage());
}
}
public static void main(String[] args) {
String msgA = "Hello";
String msgB = "World";
String msgC = "Java";
log(1, () ‐> msgA + msgB + msgC );
}
}

这样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。

5.证明Lambda的延迟：

@FunctionalInterface
interface MessageBuilder {
    String buildMessage();
}
public class Demo03LoggerDelay {
    private static void log(int level, MessageBuilder builder) {
        if (level == 1) {
            System.out.println(builder.buildMessage());
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        String msgA = "Hello";
        String msgB = "World";
        String msgC = "Java";
        log(1, () -> {
                System.out.println("Lambda执行！");
        return msgA + msgB + msgC;
});
    }
}

在这里插入图片描述

@FunctionalInterface
interface MessageBuilder {
    String buildMessage();
}
public class Demo03LoggerDelay {
    private static void log(int level, MessageBuilder builder) {
        if (level == 1) {
            System.out.println(builder.buildMessage());
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        String msgA = "Hello";
        String msgB = "World";
        String msgC = "Java";
        log(2, () -> {
                System.out.println("Lambda执行！");
        return msgA + msgB + msgC;
});
    }
}

在这里插入图片描述
6.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。

使用Lambda作为参数和返回值

1.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。

  1. 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。
public class Demo04Runnable {
private static void startThread(Runnable task) {
new Thread(task).start();
}
public static void main(String[] args) {
startThread(() ‐> System.out.println("线程任务执行！"));
}
}

3.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。

import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;
public class Demo06Comparator {
private static Comparator<String> newComparator() {
return (a, b) ‐> b.length() ‐ a.length();
}
public static void main(String[] args) {
String[] array = { "abc", "ab", "abcd" };
System.out.println(Arrays.toString(array));
Arrays.sort(array, newComparator());
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}

4.其中直接return一个Lambda表达式即可。

常用函数式接口

1.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。

Supplier接口

1.java.util.function.Supplier<T> 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：

import java.util.function.Supplier;
public class Demo08Supplier {
private static String getString(Supplier<String> function) {
return function.get();
}
public static void main(String[] args) {
String msgA = "Hello";
String msgB = "World";
System.out.println(getString(() ‐> msgA + msgB));
}
}

练习：求数组元素最大值

1.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：接口的泛型使用 java.lang.Integer 类：

public class Demo02Test {
//定一个方法,方法的参数传递Supplier,泛型使用Integer
public static int getMax(Supplier<Integer> sup){
return sup.get();
}
public static void main(String[] args) {
int arr[] = {2,3,4,52,333,23};
//调用getMax方法,参数传递Lambda
int maxNum = getMax(()‐>{
//计算数组的最大值
int max = arr[0];
for(int i : arr){
if(i>max){
max = i;
}
}
return max;
});
System.out.println(maxNum);
}
}

Consumer接口

1.java.util.function.Consumer<T> 接口正好与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。

2.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。代码示例：

import java.util.function.Consumer;
public class Demo09Consumer {
private static void consumeString(Consumer<String> function) {
function.accept("Hello");
}
public static void main(String[] args) {
consumeString(s ‐> System.out.println(s));
}
}

3.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 。

4.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：

import java.util.function.Consumer;
public class Demo10ConsumerAndThen {
private static void consumeString(Consumer<String> one, Consumer<String> two) {
one.andThen(two).accept("Hello");
}
public static void main(String[] args) {
consumeString(
s ‐> System.out.println(s.toUpperCase()),
s ‐> System.out.println(s.toLowerCase()));
}
}

输出结果：
在这里插入图片描述

Predicate接口

1.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<T> 接口。

2.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：

import java.util.function.Predicate;

public class Demo15PredicateTest {
    private static void method(Predicate<String> predicate) {
        boolean veryLong = predicate.test("HelloWorld");
        System.out.println("字符串很长吗：" + veryLong);
    }
    public static void main(String[] args) {
        method(s -> s.length() > 5);
    }

}

输出结果：
在这里插入图片描述
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。

3.默认方法：and：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 。

4.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：

import java.util.function.Predicate;

public class Demo16PredicateAnd {
    private static void method(Predicate<String> one, Predicate<String> two) {
        boolean isValid = one.and(two).test("HelloWorld");
        System.out.println("字符串符合要求吗：" + isValid);
    }
    public static void main(String[] args) {
        method(s -> s.contains("H"), s -> s.contains("W"));
    }
}

在这里插入图片描述
5.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”。

6.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：

import java.util.function.Predicate;
public class Demo16PredicateAnd {
import java.util.function.Predicate;
public class Demo16PredicateAnd {
private static void method(Predicate<String> one, Predicate<String> two) {
boolean isValid = one.or(two).test("Helloworld");
System.out.println("字符串符合要求吗：" + isValid);
}
public static void main(String[] args) {
method(s ‐> s.contains("H"), s ‐> s.contains("W"));
}
}
}

7.默认方法：negate：剩下的“非”（取反）。默认方法 negate。

8.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：

import java.util.function.Predicate;
public class Demo17PredicateNegate {
private static void method(Predicate<String> predicate) {
boolean veryLong = predicate.negate().test("HelloWorld");
System.out.println("字符串很长吗：" + veryLong);
}
public static void main(String[] args) {
method(s ‐> s.length() < 5);
}
}

Function接口

1.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。

2.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：

import java.util.function.Function;

public class Demo11FunctionApply {
    private static void method(Function<String, Integer> function) {
        int num = function.apply("10");
        System.out.println(num + 20);
    }
    public static void main(String[] args) {
        method(s -> Integer.parseInt(s));
    }
}

3.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：

import java.util.function.Function;

public class Demo12FunctionAndThen {
    private static void method(Function<String, Integer> one, Function<Integer, Integer> two) {
        int num = one.andThen(two).apply("10");
        System.out.println(num + 20);
    }
    public static void main(String[] args) {
        method(str->Integer.parseInt(str)+10, i -> i *= 10);
    }
}

在这里插入图片描述
分析：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。

练习：自定义函数模型拼接

1.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”;

将字符串截取数字年龄部分，得到字符串；

将上一步的字符串转换成为int类型的数字；

将上一步的int数字累加100，得到结果int数字。

import java.util.function.Function;
public class DemoFunction {
public static void main(String[] args) {
String str = "赵丽颖,20";
int age = getAgeNum(str, s ‐> s.split(",")[1],
s ‐>Integer.parseInt(s),
n ‐> n += 100);
System.out.println(age);
}
private static int getAgeNum(String str, Function<String, String> one,
Function<String, Integer> two,
Function<Integer, Integer> three) {
return one.andThen(two).andThen(three).apply(str);
}
}

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转载自blog.csdn.net/Ulrica_Amaris/article/details/107927003
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