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優(yōu)質文章，第一時間送達

? 作者?|??拼搏吧，少年

來源 |? urlify.cn/vQry6r

一、為什么引入函數(shù)式接口

作為Java函數(shù)式編程愛好者，我們都知道方法引用和 Lambda 表達式都必須被賦值，同時賦值需要類型信息才能使編譯器保證類型的正確性。

我們先看一個Lambda代碼示例：

x?->?x.toString()

我們清楚這里返回類型必須是?String，但?x?是什么類型呢？

Lambda 表達式包含類型推導（編譯器會自動推導出類型信息，避免了程序員顯式地聲明），編譯器必須能夠以某種方式推導出?x?的類型以生成正確的代碼。

同樣方法引用也存在此問題，假設你要傳遞?System.out :: println?到你正在編寫的方法，你怎么知道傳遞給方法的參數(shù)的類型？

為了解決上述問題，Java 8 引入了函數(shù)式接口，在?java.util.function?包，它包含一組接口，這些接口是 Lambda 表達式和方法引用的目標類型，每個接口只包含一個抽象方法，稱為函數(shù)式方法。只有確保接口中有且僅有一個抽象方法，Lambda表達式的類型信息才能順利地進行推導。

二、如何使用函數(shù)式接口

在編寫接口時，可以使用?@FunctionalInterface?注解強制執(zhí)行此函數(shù)式方法模式：

在接口上使用注解?@FunctionalInterface?，一旦使用該注解來定義接口，編譯器將會強制檢查該接口是否確實有且僅有一個抽象方法，否則將會報錯。
```
@FunctionalInterface
public?interface?MyFunction?{
?/**
??*?自定義的抽象方法
??*/
?void?run();
}
```

在函數(shù)式接口，有且僅有一個抽象方法，Object的public方法除外

@FunctionalInterface
public?interface?MyFunction?{
?
?/**
??*?自定義的抽象方法
??*/
?void?run();
?
?/**
??*?Object的equals方法
??*?@param?obj
??*?@return
??*/
?@Override
?boolean?equals(Object?obj);
?
?/**
??*?Object的toString方法
??*?@return
??*/
?@Override
?String?toString();
?
?/**
??*?Object的hashCode方法
??*?@return
??*/
?@Override
?int?hashCode();
?
}

在函數(shù)式接口中，我們可以使用default修飾符定義默認方法，使用static修飾符定義靜態(tài)方法

@FunctionalInterface
public?interface?MyFunction?{
?
?/**
??*?自定義的抽象方法
??*/
?void?run();
?
?/**
??*?static修飾符定義靜態(tài)方法
??*/
????static?void?staticRun()?{
????????System.out.println("接口中的靜態(tài)方法");
????}
?
????/**
?????*?default修飾符定義默認方法
?????*/
????default?void?defaultRun()?{
????????System.out.println("接口中的默認方法");
????}
????
}

為大家演示下自定義無泛型的函數(shù)式接口測試實例：

/**
*?自定義的無泛型函數(shù)式接口
*/
@FunctionalInterface
public?interface?MyFunction?{
?
?/**
??*?自定義的抽象方法
??*?@param?x
??*/
?void?run(Integer?x);
?
????/**
?????*?default修飾符定義默認方法
?????*?@param?x
?????*/
????default?void?defaultMethod(Integer?x)?{
????????System.out.println("接口中的默認方法，接收參數(shù)是："?+?x);
????}
????
}

/**
*?測試類
*/
public?class?MyFunctionTest?{

?@Test
?public?void?functionTest()?{
??test(6,?(x)?->?System.out.println("接口中的抽象run方法，接收參數(shù)是："?+?x));
?}
?
?public?void?test(int?n,?MyFunction?function)?{
??System.out.println(n);
??function.defaultMethod(n);
??function.run(n);
?}
?
}

輸出結果：

6
接口中的默認方法，接收參數(shù)是：6
接口中的抽象run方法，接收參數(shù)是：6

為大家演示下自定義有泛型的函數(shù)式接口測試實例：

/**
?*?自定義的有泛型函數(shù)式接口
?*/
@FunctionalInterface
public?interface?MyFunctionGeneric?{

?/**
??*?轉換值
??*?@param?t
??*?@return
??*/
?T?convertValue(T?t);
?
}

/**
*?測試類
*/
public?class?MyFunctionGenericTest?{

?@Test
?public?void?convertValueTest()?{
??String?result?=?toLowerCase((x)?->?x.toLowerCase(),?"ABC");
??System.out.println(result);
?}
?
?public?String?toLowerCase(MyFunctionGeneric?functionGeneric,?String?value)?{
??return?functionGeneric.convertValue(value);
?}
?
}

輸出結果：

abc

注意：作為參數(shù)傳遞 Lambda 表達式：為了將 Lambda 表達式作為參數(shù)傳遞，接收Lambda 表達式的參數(shù)類型必須是與該 Lambda 表達式兼容的函數(shù)式接口的類型。

三、Java8四大內置核心函數(shù)式接口

首先總覽下四大函數(shù)式接口的特點說明：

接口	參數(shù)類型	返回類型	方法	說明
Consumer	T	void	void accept(T t)	消費型接口，對類型T參數(shù)操作，無返回結果
Supplier	-	T	T get()	供給型接口，創(chuàng)造T類型參數(shù)
Function	T	R	R apply（T t）	函數(shù)型接口，對類型T參數(shù)操作，返回R類型參數(shù)
Predicate	T	boolean	boolean test（T t）	斷言型接口，對類型T進行條件篩選操作

消費型接口Consumer

java.util.function.Consumer?接口是消費一個數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)類型由泛型決定。

接口源碼：

package?java.util.function;

import?java.util.Objects;

@FunctionalInterface
public?interface?Consumer?{

????void?accept(T?t);

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

抽象方法：void accept(T t)，接收并消費一個指定泛型的數(shù)據(jù)，無需返回結果。
默認方法：default Consumer andThen(Consumer after)，如果一個方法的參數(shù)和返回值全都是 Consumer 類型，那么就可以實現(xiàn)效果：消費數(shù)據(jù)的時候，首先做一個操作，然后再做一個操作，實現(xiàn)組合

public?class?ConsumerTest?{

?/**
??*?先計算總分，再計算平均分
??*/
?@Test
?public?void?calculate()?{
??Integer[]?fraction?=?new?Integer[]?{?65,?76,?85,?92,?88,?99?};
??consumer(fraction,?x?->?System.out.println(Arrays.stream(x).mapToInt(Integer::intValue).sum()),
????y?->?System.out.println(Arrays.stream(y).mapToInt(Integer::intValue).average().getAsDouble()));
?}
?
?public?void?consumer(Integer[]?fraction,?Consumer?x,?Consumer?y)?{
??x.andThen(y).accept(fraction);
?}
?
}

輸出結果：

505
84.16666666666667

由于Consumer的default方法所帶來的嵌套調用（連鎖調用），對行為的抽象的函數(shù)式編程理念，展示的淋漓盡致。

其他的消費型函數(shù)式接口匯總說明：

接口名稱	方法名稱	方法簽名
DoubleConsumer	accept	(double) -> void
IntConsumer	accept	(int) -> void
LongConsumer	accept	(long) -> void
ObjDoubleConsumer	accept	(T, double) -> void
ObjIntConsumer	accept	(T, int) -> void
ObjLongConsumer	accept	(T, long) -> void

供給型接口Supplier

java.util.function.Supplier?接口僅包含一個無參的方法：?T get()?，用來獲取一個泛型參數(shù)指定類型的對象數(shù)據(jù)。

接口源碼：

package?java.util.function;

@FunctionalInterface
public?interface?Supplier?{
????T?get();
}

由于這是一個函數(shù)式接口，意味著對應的Lambda表達式需要對外提供一個符合泛型類型的對象數(shù)據(jù)。

public?class?SupplierTest?{

?public?int?getMax(Supplier?supplier)?{
??return?supplier.get();
?}
?
?/**
??*?獲取數(shù)組元素最大值
??*/
?@Test
?public?void?getMaxTest()?{
??Integer[]?data?=?new?Integer[]?{?5,?4,?6,?3,?2,?1?};
??int?result?=?getMax(()?->?{
???int?max?=?0;
???for?(int?i?=?0;?i?????max?=?Math.max(max,?data[i]);
???}
???return?max;
??});
??System.out.println(result);
?}
?
}

其他的供給型函數(shù)式接口匯總說明：

接口名稱	方法名稱	方法簽名
BooleanSupplier	getAsBoolean	() -> boolean
DoubleSupplier	getAsDouble	() -> double
IntSupplier	getAsInt	() -> int
LongSupplier	getAsLong	() -> long

函數(shù)型接口Function

java.util.function.Function?接口用來根據(jù)一個類型的數(shù)據(jù)得到另一個類型的數(shù)據(jù)，前者稱為前置條件，后者稱為后置條件。

接口源碼：

package?java.util.function;

import?java.util.Objects;

@FunctionalInterface
public?interface?Function?{

????R?apply(T?t);

????default??Function?compose(Function?before)?{
????????Objects.requireNonNull(before);
????????return?(V?v)?->?apply(before.apply(v));
????}

????default??Function?andThen(Function?after)?{
????????Objects.requireNonNull(after);
????????return?(T?t)?->?after.apply(apply(t));
????}

????static??Function?identity()?{
????????return?t?->?t;
????}
}

抽象方法?apply(T t)：該方法接收入?yún)⑹且粋€泛型T對象，并返回一個泛型T對象。

默認方法

andThen(Function after)：該方法接受一個行為，并將父方法處理過的結果作為參數(shù)再處理。

compose(Function before)：該方法正好與andThen相反，它是先自己處理然后將結果作為參數(shù)傳給父方法執(zhí)行。

@Test
public?void?andThenAndComposeTest()?{
????//?計算公式相同
????Function?andThen1?=?x?->?x?+?1;
????Function?andThen2?=?x?->?x?*?2;
????Function?compose1?=?y?->?y?+?1;
????Function?compose2?=?y?->?y?*?2;
????//?注意調用的先后順序
????//?傳入?yún)?shù)2后，先執(zhí)行andThen1計算，將結果再傳入andThen2計算
????System.out.println(andThen1.andThen(andThen2).apply(2));
????//?傳入?yún)?shù)2后，先執(zhí)行compose2計算，將結果再傳入compose1計算
????System.out.println(compose1.compose(compose2).apply(2));
}

輸出結果：

6
5

靜態(tài)方法identity()：獲取到一個輸入?yún)?shù)和返回結果一樣的Function實例。

來一個自駕九寨溝的代碼示例：

public?class?FunctionTest?{
?
?@Test
?public?void?findByFunctionTest()?{
??Function?getMoney?=?m?->?m.add(new?BigDecimal(1000));
??BigDecimal?totalCost?=?getMoney.apply(new?BigDecimal(500));
??System.out.println("張三的錢包原本只有500元，自駕川西得去銀行再取1000元，取錢后張三錢包總共有"?+???????????Function.identity().apply(totalCost)?+?"元");
??BigDecimal?surplus?=?cost(totalCost,?(m)?->?{
???System.out.println("第二天出發(fā)前發(fā)現(xiàn)油不足，加油前有"?+?m?+?"元");
???BigDecimal?lubricate?=?m.subtract(new?BigDecimal(300));
???System.out.println("加油300后還剩余"?+?lubricate?+?"元");
???return?lubricate;
??},?(m)?->?{
???System.out.println("到達景區(qū)門口，買景區(qū)票前有"?+?m?+?"元");
???BigDecimal?tickets?=?m.subtract(new?BigDecimal(290));
???System.out.println("買景區(qū)票290后還剩余"?+?tickets?+?"元");
???return?tickets;
??});
??System.out.println("最后張三返程到家還剩余"?+?surplus?+?"元");
?}

?public?BigDecimal?cost(BigDecimal?money,?Function?lubricateCost,
???Function?ticketsCost)?{
??Function?firstNight?=?(m)?->?{
???System.out.println("第一晚在成都住宿前有"?+?m?+?"元");
???BigDecimal?first?=?m.subtract(new?BigDecimal(200));
???System.out.println("交完200住宿費還剩余"?+?first?+?"元");
???return?first;
??};
??Function?secondNight?=?(m)?->?{
???System.out.println("第二晚在九寨縣住宿前有"?+?m?+?"元");
???BigDecimal?second?=?m.subtract(new?BigDecimal(200));
???System.out.println("交完200住宿費還剩余"?+?second?+?"元");
???return?second;
??};
??return?lubricateCost.andThen(ticketsCost).andThen(secondNight).compose(firstNight).apply(money);
?}

}

輸出結果：

張三的錢包原本只有500元，自駕川西得去銀行再取1000元，取錢后張三錢包總共有1500元
第一晚在成都住宿前有1500元
交完200住宿費還剩余1300元
第二天出發(fā)前發(fā)現(xiàn)油不足，加油前有1300元
加油300后還剩余1000元
到達景區(qū)門口，買景區(qū)票前有1000元
買景區(qū)票290后還剩余710元
第二晚在九寨縣住宿前有710元
交完200住宿費還剩余510元
最后張三返程到家還剩余510元

其他的函數(shù)型函數(shù)式接口匯總說明：

接口名稱	方法名稱	方法簽名
BiFunction	apply	(T, U) -> R
DoubleFunction	apply	(double) -> R
DoubleToIntFunction	applyAsInt	(double) -> int
DoubleToLongFunction	applyAsLong	(double) -> long
IntFunction	apply	(int) -> R
IntToDoubleFunction	applyAsDouble	(int) -> double
IntToLongFunction	applyAsLong	(int) -> long
LongFunction	apply	(long) -> R
LongToDoubleFunction	applyAsDouble	(long) -> double
LongToIntFunction	applyAsInt	(long) -> int
ToDoubleFunction	applyAsDouble	(T) -> double
ToDoubleBiFunction	applyAsDouble	(T, U) -> double
ToIntFunction	applyAsInt	(T) -> int
ToIntBiFunction	applyAsInt	(T, U) -> int
ToLongFunction	applyAsLong	(T) -> long
ToLongBiFunction	applyAsLong	(T, U) -> long

斷言型接口Predicate

java.util.function.Predicate?接口中包含一個抽象方法：?boolean test(T t)?，用于條件判斷的場景。默認方法：and or nagte?(取反)。

接口源碼：

package?java.util.function;

import?java.util.Objects;

@FunctionalInterface
public?interface?Predicate?{

????boolean?test(T?t);

????default?Predicate?and(Predicate?other)?{
????????Objects.requireNonNull(other);
????????return?(t)?->?test(t)?&&?other.test(t);
????}

????default?Predicate?negate()?{
????????return?(t)?->?!test(t);
????}

????default?Predicate?or(Predicate?other)?{
????????Objects.requireNonNull(other);
????????return?(t)?->?test(t)?||?other.test(t);
????}

????static??Predicate?isEqual(Object?targetRef)?{
????????return?(null?==?targetRef)
??????????????????Objects::isNull
????????????????:?object?->?targetRef.equals(object);
????}
}

既然是條件判斷，就會存在與、或、非三種常見的邏輯關系。其中將兩個?Predicate?條件使用與邏輯連接起來實現(xiàn)并且的效果時,類始于?Consumer接口?andThen()函數(shù) 其他三個雷同。

public?class?PredicateTest?{
?/**
??*?查找在渝北的Jack
??*/
?@Test
?public?void?findByPredicateTest()?{
??List?list?=?Lists.newArrayList(new?User("Johnson",?"渝北"),?new?User("Tom",?"渝中"),?new?User("Jack",?"渝北"));
??getNameAndAddress(list,?(x)?->?x.getAddress().equals("渝北"),?(x)?->?x.getName().equals("Jack"));
?}
?
?public?void?getNameAndAddress(List?users,?Predicate?name,?Predicate?address)?{
??users.stream().filter(user?->?name.and(address).test(user)).forEach(user?->?System.out.println(user.toString()));
?}
}

輸出結果：

User?[name=Jack,?address=渝北]

其他的斷言型函數(shù)式接口匯總說明：

接口名稱	方法名稱	方法簽名
BiPredicate	test	(T, U) -> boolean
DoublePredicate	test	(double) -> boolean
IntPredicate	test	(int) -> boolean
LongPredicate	test	(long) -> boolean

四、總結

Lambda 表達式和方法引用并沒有將 Java 轉換成函數(shù)式語言，而是提供了對函數(shù)式編程的支持。這對 Java 來說是一個巨大的改進，因為這允許你編寫更簡潔明了，易于理解的代碼。

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Java8新特性探索之函數(shù)式接口

一、為什么引入函數(shù)式接口

二、如何使用函數(shù)式接口

三、Java8四大內置核心函數(shù)式接口

四、總結