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自定义函数式接口函数式编程常用函数式接口
第一章 函数式接口
概念
函数式接口在java中指的是:有且只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中共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…主要内容
自定义函数式接口函数式编程常用函数式接口
第一章 函数式接口
概念
函数式接口在java中指的是:有且只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中共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只有一个宠幸方法,java中的lambda才能顺利地进行推导.
备注:语法糖是指使用更加方便,但是原理不变的代码语法,例如在遍历集合时使用for-each语法,其实底层的实现原理仍然是迭代器,这便是语法糖.从应用应用层面来京,java中的lambda可以被当做是匿名内部类了的语法糖,但是二者原理上是不同的.
格式
只要确保接口中有且仅有一个抽象方法即可:
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
}由于接口当中抽象方法的public abstract 是可以省略的,所以定义一函数式接口很简单:
public Interface MyFunctionalInterface{void myMethod();
}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:FunctionInterface.该注解可用于一个接口的定义上:
FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface{void myMethod();
}一旦使用该注解来定义接口,编译期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,主要满足函数式接口的定义,这仍然是一个函数式接口,使用起来都一个B样,只不过FunctionalInterface用起来规范一点,说白了逼格高那么一丢丢
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:
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
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
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:
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);}
}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。
备注: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。
体验lambda的更加优化写法
使用Lambda必然需要一个函数式接口:
FunctionalInterfacepublic interface MessageBuilder {String buildMessage();
}然后对 log 方法进行改造:
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:
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;}); }
}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。
扩展:实际上使用内部类也可以达到同样的效果只是将代码操作延迟到了另外一个对象当中通过调用方法来完成。而是否调用其所在方法是在条件判断之后才执行的。
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。
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!));}
}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。
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;
public class Demo06Comparator {private static ComparatorString 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));}
}其中直接return一个Lambda表达式即可
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。
supplier接口
java.util.function.SupplierT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(SupplierString function) {return function.get();}public static void main(String[] args) {String msgA Hello;String msgB World;System.out.println(getString(() ‐ msgA msgB));}
}练习:求数组元素的最大值
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:
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(SupplierInteger 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(imax){max i;} }return max;});System.out.println(maxNum);}
}Consumer接口
java.util.function.ConsumerT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:
import java.util.function.Consumer;
public class Demo09Consumer {private static void consumeString(ConsumerString function) {function.accept(Hello);}public static void main(String[] args) {consumeString(s ‐ System.out.println(s));}
}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:
default ConsumerT andThen(Consumer? super T after) {Objects.requireNonNull(after);return (T t) ‐ { accept(t); after.accept(t); };
}备注: java.util.Objects 的 requireNonNull 静态方法将会在参数为null时主动抛出 NullPointerException 异常。这省去了重复编写if语句和抛出空指针异常的麻烦。 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(ConsumerString one, ConsumerString 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()));}
}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。
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。
public static void main(String[] args){String[] array {迪丽热巴,女,古力娜扎,女,马尔扎哈,男};
}解答
import java.util.function.Consumer;
public class DemoConsumer {public static void main(String[] args) {String[] array { 迪丽热巴,女, 古力娜扎,女, 马尔扎哈,男 };printInfo(s ‐ System.out.print(姓名: s.split(,)[0]),s ‐ System.out.println(。性别: s.split(,)[1] 。),array);}private static void printInfo(ConsumerString one, ConsumerString two, String[] array) {for (String info : array) {one.andThen(two).accept(info); // 姓名:迪丽热巴。性别:女。 }}
}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.PredicateT 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:
import java.util.function.Predicate
public class Demo15PredicateTest {private static void method(PredicateString 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);}
}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:
default PredicateT and(Predicate? super T other) {Objects.requireNonNull(other);return (t) ‐ test(t) other.test(t);
}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(PredicateString one, PredicateString 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));}
}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:
default PredicateT or(Predicate? super T other) {Objects.requireNonNull(other);return (t) ‐ test(t) || other.test(t);
}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:
import java.util.function.Predicate;
public class Demo16PredicateAnd {private static void method(PredicateString one, PredicateString 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));}
}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
default PredicateT negate() {return (t) ‐ !test(t);
}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:
import java.util.function.Predicate;
public class Demo17PredicateNegate {private static void method(PredicateString 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);
}
}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: 必须为女生; 姓名为4个字。
public class DemoPredicate {public static void main(String[] args) {String[] array { 迪丽热巴,女, 古力娜扎,女, 马尔扎哈,男, 赵丽颖,女 }; }
}解答
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;
public class DemoPredicate {public static void main(String[] args) {String[] array { 迪丽热巴,女, 古力娜扎,女, 马尔扎哈,男, 赵丽颖,女 }; ListString list filter(array,s ‐ 女.equals(s.split(,)[1]),s ‐ s.split(,)[0].length() 4);System.out.println(list);}private static ListString filter(String[] array, PredicateString one,PredicateString two) {ListString list new ArrayList();for (String info : array) {if (one.and(two).test(info)) {list.add(info);} }return list;}
}
