摘要
学习一下函数式接口！才发现java的jdk都特么更新到14了！
正文
第一章 函数式接口
1.1 概念
函数式接口在java中是指：有且仅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中的函数式编程提现就是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。
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的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。从应用层面来讲，java中的Lambda可以被当做是匿名内部类的语法糖，但是二者在原理上是不同的。
1.2 格式
只要确保接口中有且仅有一个抽象方法即可，当然，接口中可以包含其他方法：默认方法、静态方法、私有方法
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| 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
}
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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其实很简单。
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| public interface MyFunctionalInterface {
void myMethod();
}
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1.3 @FunctionalInterface注解
与@Override注解的作用类似，java8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
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| @FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
void myMethod();
}
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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。
1.4 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
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| public class Demo02 {
//定义一个方法，参数使用函数式接口Demo01FunctionalInterface
public static void show(Demo01FunctionalInterface myInter) {
myInter.method();
}
public static void main(String[] args) {
//调用show方法，方法的参数是一个接口，所以可以传递接口的实现类对象
show(new Demo01FunctionalInterfaceImpl());
//调用show方法，方法的参数是一个接口，所以可以传递接口的匿名内部类
show(new Demo01FunctionalInterface() {
@Override
public void method() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("使用匿名内部类重写接口中的抽象方法");
}
});
//调用show方法，方法的参数是一个函数式接口，所以，我们可以，传递Lambda表达式
show(()->{
System.out.println("使用Lambda表达式重写接口中的抽象方法");
});
//简化Lambda表达式
show(()->System.out.println("使用Lambda简化表达式重写"));
}
}
|
第二章 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。
2.1 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法，提升性能。
性能浪费的日志案例
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。
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。
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| public class Demo03Logger {
//定义一个根据日志的级别，显示日志信息的方法
public static void showLog(int level,String message) {
//对日志等级进行判断，如果是1级别，那么输出日志信息
if(level==1) {
System.out.println(message);
}
}
public static void main(String[] args) {
//定义三个日志信息
String msg1="Hello";
String msg2="World";
String msg3="Java";
//调用showLog方法，传递日志级别和日志信息
showLog(1,msg1+msg3+msg3);
}
}
|
上面这样的写法，就存在浪费，用showLog方法，传递的第二个参数是一个拼接后的字符串，先把字符串拼接好，再调用showLog方法，showLog方法中，如果传递的等级不是1级，那么就不会输出拼接后的字符串，所以，就是白拼接了，存在了性能浪费
体验Lambda的更优写法
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| //MessageBuilder.java
@FunctionalInterface
public interface MessageBuilder {
//定义一个拼接消息的抽象方法，方法返回被拼接的消息
public abstract String builderMessage();
}
//Demo01Lambda.java
public class Demo04Lambda {
// 定义一个显示日志的方法，方法的参数显示日志的等级，和MessageBuilder接口
public static void showLog(int level, MessageBuilder mb) {
// 对日志的等级进行判断，如果是1级，则调用MessageBuilder接口的builderMessage方法
if (level == 1) {
mb.builderMessage();
}
}
public static void main(String[] args) {
// 定义三个日志信息
String msg1 = "Hello";
String msg2 = "World";
String msg3 = "Java";
// 调用showLog方法，参数MessageBuilder是一个函数式接口，所以可以传递Lambda表达式
showLog(1,()->msg1+msg2+msg3);
}
}
|
使用Lambda表达式作为参数传递，仅仅是把参数传递到showLog方法中
只有满足条件，日志的等级是1级，才会调用接口中的方法
如果条件不满足，那么就不会调用执行方法，所以拼接字符串的代码也不会执行，就不会存在性能浪费问题了
证明Lambda的延迟
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| public class Demo04Lambda {
// 定义一个显示日志的方法，方法的参数显示日志的等级，和MessageBuilder接口
public static void showLog(int level, MessageBuilder mb) {
// 对日志的等级进行判断，如果是1级，则调用MessageBuilder接口的builderMessage方法
if (level == 1) {
mb.builderMessage();
}
}
public static void main(String[] args) {
// 定义三个日志信息
String msg1 = "Hello";
String msg2 = "World";
String msg3 = "Java";
// 调用showLog方法，参数MessageBuilder是一个函数式接口，所以可以传递Lambda表达式
showLog(1,()->{
System.out.println("不满足条件不执行");
return msg1+msg2+msg3
});
}
}
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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。
2.2 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表达式可以被当做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。
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| public class Demo05Runnable {
public static void startThread(Runnable run) {
new Thread(run).start();
}
public static void main(String[] args) {
//调用startThread方法，方法的参数是一个接口，那么我们可以传递这个接口的匿名内部类
startThread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"线程启动了");
}
});
//调用startThread方法，方法的参数是一个函数式接口，所以可以传递Lambda表达式
startThread(()->{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"线程启动了");
});
//优化Lambda表达式
startThread(()->System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"线程启动了"));
}
}
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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，就可以调用该方法获取。
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| public class Demo06Comparator {
//定义一个方法，方法的返回值类型使用函数式接口Comparator
public static Comparator<String> getComparator(){
//方法的返回值类型是一个接口，那么我们可以返回接口的匿名内部类
// return new Comparator<String>() {
//
// @Override
// public int compare(String o1, String o2) {
// // TODO Auto-generated method stub
// return o2.length()-o1.length();
// }
// };
//方法的返回值类型是一个函数式接口，所以我们可以返回一个Lambda表达式
// return (String o1,String o2)->{return o2.length()-o1.length();};
//优化Lambda表达式
return (o1,o2)->o2.length()-o1.length();
}
public static void main(String[] args) {
String[] arr= {
"bbb","aaa","b","ccc","dddddd"
};
//输出原顺序
System.out.println(Arrays.toString(arr));
//调用Arrays中的sort方法，对字符串数组进行排序
Arrays.sort(arr,getComparator());
//输出排序后的结果
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
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第三章 常用函数式接口
JDK提供了大量常用的函数式接口以及丰富的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以及使用示例。
java14官方文档，请点击
3.1 Supplier接口
java.util.function.Supplier<T>接口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。
Supplier<T>接口被称之为生产型接口，指定接口的泛型是什么类型，那么接口中的get方法就会生产什么类型的数据
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| public class Demo07Supplier {
//定义一个方法，方法的参数传递Supplier<T>接口，泛型指定String，get方法就会返回一个字符串
public static String getString(Supplier<String> sup) {
return sup.get();
}
public static void main(String[] args) {
//调用getString方法，方法的参数Supplier是一个函数式接口，所以可以传递Lambda表达式
// String s=getString(()->{
// //生产一个字符串，并返回
// return "胡歌";
// });
//优化Lambda表达式
String s=getString(()->"胡歌");
System.out.println(s);
}
}
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3.2 练习：求数组元素最大值
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：接口的泛型使用java.lang.Integer类
解答
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| public class Demo07SupplierPractice {
//定义一个方法，用于获取int类型数组中元素的最大值，方法的参数传递Supplier接口，泛型使用Integer
public static int getMax(Supplier<Integer> sup) {
return sup.get();
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr= {
1,3,1,5,6,7,8,33
};
//调用getMax方法，方法的参数是一个函数式接口，所以可以传递Lambda表达式
int max=getMax(()->{
//获取数组的最大值，并且返回
//定义一个变量，把数组中的第一个元素赋值给该变量，让他记录数组中元素的最大值
int num=arr[0];
//遍历数组，获取数组中的其他元素
for(int i:arr) {
if(i>num)
num=i;
}
return num;
});
System.out.println(max);
}
}
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3.3 Consumer接口
java.util.function.Consumer<T>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。
Consumer接口是一个消费型几口，泛型执行什么类型，就可以使用accept方法，消费什么类型的数据。
至于具体怎么消费（使用），就需要自定义（输出，计算，...）
基本使用如
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| public class Demo08Consumer {
/*
* 定义一个方法
* 方法的参数传递一个字符串的姓名
* 方法的参数传递Consumer接口，泛型使用字符串
* 可以使用Consumer接口来消费字符串的姓名
*/
public static void method(String name,Consumer<String> con) {
con.accept(name);
}
public static void main(String[] args) {
//调用method方法，传递字符串姓名，方法的另一个参数是Consumer接口，是一个函数式接口，所以可以传递Lambda表达式
method("任盈盈",(name)->{
//对传递的字符串进行消费
//消费方式：直接输出字符串
System.out.println(name);
//消费方式：把字符串进行反转输出
System.out.println(new StringBuilder(name).reverse().toString());
});
}
}
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当然，更好的方法是使用方法引用。
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
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| default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after) {
Objects.requireNonNull(after);
return (T t) -> { accept(t); after.accept(t); };
}
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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的语义正式“一步接一步”操作。
con1.andThen(con2).accept(s)谁写前边谁先消费
例如两个步骤组合的情况。
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| public class Demo09Consumer {
//定义一个方法，方法的参数传递一个字符串和两个Consumer接口，Consumer接口也是用字符串
public static void method(String s,Consumer<String> con1,Consumer<String> con2) {
// con1.accept(s);
// con2.accept(s);
con2.andThen(con1).accept(s);
}
public static void main(String[] args) {
//调用method方法，传递一个字符串和两个Lambda表达式
method("hello",(s)->{
//消费方式：把字符串转换为大写输出
System.out.println(s.toUpperCase());
},(s)->{
//消费方式：把字符串转换为小写输出
System.out.println(s.toLowerCase());
});
}
}
|
通过链式写法可以实现更多步骤的组合。
3.4 练习：格式化打印信息
题目
下面的字符串数组当中有多条信息，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。
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| String[] arr= {
"迪丽热巴，女","古力娜扎，女","马尔扎哈，男"
};
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| public class Demo10FormatPrint {
//定义一个方法，参数传递String类型的数组和两个Consumer接口，泛型使用String
public static void printInfo(String[] arr,Consumer<String> con1,Consumer<String> con2) {
for(String s:arr) {
con1.andThen(con2).accept(s);
}
}
public static void main(String[] args) {
String[] arr= {
"迪丽热巴，女","古力娜扎，女","马尔扎哈，男"
};
printInfo(arr, (s)->{
System.out.println("姓名："+s.split("，")[0]);
}, (s)->{
System.out.println("性别："+s.split("，")[1]);
});
}
}
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3.5 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。这是可以使用java.util.function.Predicate<T>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：
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| public class Demo11Predicate {
//定义一个方法，参数传递一个String类型的字符串，传递一个Predicate接口，泛型使用String
//使用Predicate中的test()，对字符串进行判断，并把判断的结果返回
public static boolean checkString(String s,Predicate<String> pre) {
return pre.test(s);
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个字符串
String s="abcde";
//调用checkString方法，对字符串进行校验，参数传递字符串和Lambda表达式
boolean bool=checkString(s,(str)->{
//对参数传递的字符串进行判断，判断字符串的长度是否大于5
//并把判断的结果返回
return str.length()>5;
});
//上面这个Lambda表达式是可以优化的
System.out.println(bool);
}
}
|
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"逻辑谅解起来实现"并且"的效果时，可以使用default方法and。其jdk源码：
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| default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
Objects.requireNonNull(other);
return (t) -> test(t) && other.test(t);
}
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如果要判断一个字符串既要长度大于5，又要包含大写"a"，那么：
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| public class Demo11Predicate_and {
//定义一个方法，方法的参数，传递一个字符串，传递两个Predicate接口
//一个判断字符串的长度是否大于5
//一个判断字符串是否包含a
//两个条件必须同时满足
public static boolean checkString(String s,Predicate<String> pre1,Predicate<String> pre2) {
// return pre1.test(s)&&pre2.test(s);//这是常规写法
return pre1.and(pre2).test(s);
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个字符串
String s="abcdef";
//调用checkString方法，参数传递字符串和两个Lambda表达式
boolean b=checkString(s,(t)->{
return t.length()>5;
},(t)->{
return t.contains("a");
});
System.out.println(b);
}
}
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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
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| default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {
Objects.requireNonNull(other);
return (t) -> test(t) || other.test(t);
}
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如果希望实现逻辑"字符串包含大写H或者大写W"，那么代码只需要将"and"修改为"or"名称即可，其他都不变
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| public class Demo13Predicate_or {
//定义一个方法，方法的参数，传递一个字符串，传递两个Predicate接口
//一个判断字符串的长度是否大于5
//一个判断字符串是否包含a
//两个条件满足一个即可
public static boolean checkString(String s,Predicate<String> pre1,Predicate<String> pre2) {
// return pre1.test(s)||pre2.test(s);//这是常规写法
return pre1.or(pre2).test(s);
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个字符串
String s="abcdef";
//调用checkString方法，参数传递字符串和两个Lambda表达式
boolean b=checkString(s,(t)->{
return t.length()>5;
},(t)->{
return t.contains("a");
});
System.out.println(b);
}
}
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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源码
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| default Predicate<T> negate() {
return (t) -> !test(t);
}
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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
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| /*
* 需求：判断一个字符串长度是否大于5
* 如果长度大于5，那么返回false，如果字符串的长度不大于5，那么返回true
* 所以，我们可以使用取反符号，对判断的结果进行取反
*/
public class Demo14Predicate_negate {
public static boolean checkString(String s,Predicate<String> pre) {
// return !pre.test(s);
return pre.negate().test(s);
}
public static void main(String[] args) {
String s="abcdef";
boolean bool=checkString(s,(t)->{
return t.length()>5;
});
System.out.println(bool);
}
}
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3.6 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个子
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| String[] array={
"迪丽热巴，女","马尔扎哈，男","古力娜扎，女","任盈盈，女"
};
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| public class Demo15Predicate {
public static ArrayList<String> filter(String[] array,Predicate<String> pre1,Predicate<String> pre2) {
ArrayList<String> list=new ArrayList<String>();
for(String s:array) {
boolean b=pre1.and(pre2).test(s);
if(b)
list.add(s);
}
return list;
}
public static void main(String[] args) {
String[] array= {
"迪丽热巴，女","马尔扎哈，男","任盈盈，女","古力娜扎，女"
};
ArrayList<String> list=filter(array, (s)->{
return s.split("，")[0].length()==4;
}, (s)->{
return s.split("，")[1].equals("女");
});
System.out.println(list.toString());
}
}
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3.7 Function接口
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
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
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| public class Demo16Function {
/*
* 定义一个方法
* 方法的参数传递一个字符串类型的整数
* 方法的参数传递一个Function接口，泛型使用<String,Integer>
* 使用Function接口中的方法apply，把字符串类型的整数，转换为Integer类型的整数
*
*/
public static void change(String s,Function<String, Integer> func) {
// Integer in=func.apply(s);
int in=func.apply(s);//自动拆箱
System.out.println(in);
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个字符串类型的整数
String s="1234";
//调用change方法，传递字符串类型的整数，和Lambda表达式
// change(s, (t)->{
// return Integer.parseInt(t);
// });
//优化
change(s,t->Integer.parseInt(t));
}
}
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当然最好是通过方法引用的写法
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，jdk源码如
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| default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {
Objects.requireNonNull(after);
return (T t) -> after.apply(apply(t));
}
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该方法同样用于"先做什么，再做什么"的场景，和Consumer中的andThen差不多
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| public class Demo17Function_andThen {
public static String change(String s,Function<String, Integer> func1,Function<Integer, String> func2) {
// int n=func1.apply(s);
// return func2.apply(n);
//func1先调用apply方法，把字符串转换为Integer，func2调用apply方法，把Integer转换为字符串
return func1.andThen(func2).apply(s);
}
public static void main(String[] args) {
String s="10";
// System.out.println(change(s,(t)->{
// return Integer.parseInt(s)+10;
// },(t)->{
// return t.toString();
// }));
//优化Lambda
System.out.println(change(s,t->Integer.parseInt(s)+10,t->t.toString()));
}
}
|
第一个操作是将字符串解析成为int数字后加10，第二个操作是将int转为字符串。两个操作通过andThen按照前后顺序组合到了一起
注意：Function的前置条件泛型和后置条件泛型可以相同
3.8 练习：自定义函数模型拼接
题目
请使用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：
- 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int类型的数字
- 将上一步的int数字累加100,得到结果int数字
解答
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| /*
* 1. 将字符串截取数字年龄部分，得到字符串
* Function<String,String> "任盈盈，18"->"18"
* 2. 将上一步的字符串转换成int类型的数字
* Function<String,Integer> "18"->18
* 3. 将上一步的int数字累加100,得到结果int数字
* Function<Integer,Integer> 18->118
*/
public class Demo18Practice {
public static void main(String[] args) {
String s="任盈盈，18";
System.out.println(change(s,t->t.split("，")[1],t->Integer.parseInt(t),t->t+100));
}
public static int change(String s,Function<String, String> func1,Function<String, Integer> func2,Function<Integer, Integer> func3) {
return func1.andThen(func2).andThen(func3).apply(s);
}
}
|
