Java 8 函数式接口和Lambda学习笔记(二)

上篇博客Java 8 Lambda学习笔记(一)主要记录了Lambda表达式的相关知识点,这篇博客将重点介绍函数式接口

前面也说了,函数式接口其实本质上还是一个接口,但是它是一种特殊的接口:SAM类型的接口(Single Abstract Method)。

函数式接口有三个特性:

1. 该接口只有一个抽象方法,多了不行,少了也不行。

2. 可以有静态方法和默认方法,因为这两种方法都是已经实现的了。

3. 抽象方法一定不能跟Object类中的方法同名。

@FunctionalInterface
interface Fun{
	//只设置一个抽象方法 ------可以正常运行
	abstract int spend(int remaining,int money);
	
	//加入静态方法和默认方法 ----可以正常运行
	static void staticMethod() {
		System.out.println("There is a static method!");
	}
	default void defaultMethod() {
		System.out.println("There is a default method!");
	}
	
	//设置Object中可以重写的抽象方法 ----编译报错
//	abstract boolean equals(Object obj);
	
}

Java 8 新特性提供了函数式接口,是为了更好的支持函数式编程。Java也提供了注解@FunctionalInterface,标注了该注解的接口,编译器就会自动帮我们检查该接口是否符合函数式接口的格式。

配合Lambda表达式的具体使用

函数式接口就是用来配套Lambda表示使用的。也就是说,一个自定义的函数接口,与之对应的Lambda表达式的参数就是这个默认抽象方法的参数,返回值就是这个默认抽象方法的返回值。 

package com.wjb.lambda;
/**
 * 函数式接口:
 * 		1.只能有一个抽象方法
		2.可以有静态方法和默认方法,因为这两种方法都是已经实现的了
		3.这个抽象方法一定不能跟Object类中的方法同名。
 * @author Administrator
 *
 */
@FunctionalInterface
interface Fun{
	//只设置一个抽象方法 ------可以正常运行
	abstract int spend(int remaining,int money);
	
	//加入静态方法和默认方法 ----可以正常运行
	static void staticMethod() {
		System.out.println("There is a static method!");
	}
	default void defaultMethod() {
		System.out.println("There is a default method!");
	}
	
	//设置Object中可以重写的抽象方法 ----编译报错
//	abstract boolean equals(Object obj);
	
}
public class FunInterface{
	public static void main(String[] args) {
		Fun fun = (a,b) -> (a-b); //参数就是spend()方法的参数,返回值a-b就是spend()方法的返回值
		System.out.println(fun.spend(100, 5));
	}
}

 五个常用的函数接口

java提供的函数接口在java.util.function包中,其中比较重要的是以下5个接口。我认为jdk8给我们提供的这些接口是提供了一些模式(帮助我们抽象出来了一些行为),在使用的时候根据官方抽象的接口进行实现也更加方便。 

1.Consumer (消费模式)

功能: 顾名思义,就是消费掉传入的一个泛型对象,不返回任何值。那这个接口有什么实际使用场景呢?其实如果查看foreach方法的底层代码的话,这个方法所需要的参数就必须是一个Consumer接口类型的参数。

查看Consumer接口的源码可以知道,其唯一的抽象方法是

void accept(T t);

下面写一个实例来跑一下:

/**	
     * consumer接口测试	
     */	
    @Test	
    public void test_Consumer() {	
        //1. 使用consumer接口实现方法	
        Consumer<String> consumer = new Consumer<String>() {	
	
            @Override	
            public void accept(String s) {	
                System.out.println(s);	
            }	
        };	
        Stream<String> stream = Stream.of("aaa", "bbb", "ddd", "ccc", "fff");	
        stream.forEach(consumer);	
	
        System.out.println("********************");	
	
        //2.使用lambda表达式,forEach方法需要的就是一个Consumer接口	
        stream = Stream.of("aaa", "bbb", "ddd", "ccc", "fff");	
        Consumer<String> consumer1 = (s) -> System.out.println(s);//lambda表达式返回的就是一个Consumer接口	
        stream.forEach(consumer1);	
        //更直接的方式	
        //stream.forEach((s) -> System.out.println(s));	
        System.out.println("********************");	
	
        //3.使用方法引用,方法引用也是一个consumer	
        stream = Stream.of("aaa", "bbb", "ddd", "ccc", "fff");	
        Consumer consumer2 = System.out::println;	
        stream.forEach(consumer);	
        //更直接的方式	
        //stream.forEach(System.out::println);	
    }

分析代码可知:

在代码1中,我们直接创建 Consumer 接口,并且实现了一个名为 accept 的方法,当我们发现 forEach 需要一个 Consumer类型的参数的时候,传入之后,就可以输出对应的值了。代码2中,我们使用lambda表达式作为Consumer。仔细的看一下你会发现,lambda 表达式返回值就是一个 Consumer;所以,你也就能够理解为什么 forEach 方法可以使用 lamdda 表达式作为参数了吧。

代码3中,我们用了一个方法引用的方式作为一个 Consumer ,同时也可以传给 forEach 方法。

当然,除了上面使用的 Consumer 接口,还可以使用下面这些 Consumer 接口。IntConsumerDoubleConsumerLongConsumerBiConsumer,使用方法和上面一样。

看完上面的实例我们可以总结为两点。

① Consumer是一个接口,并且只要实现一个 accept 方法,就可以作为一个“消费者”输出信息。
forEach 方法的参数必须是Consumer 类型,所以只要lambda 表达式、方法引用的返回值符合Consumer类型 ,他们就能够作为 forEach 方法的参数,并且输出一个值。

2.Supplier (生产模式)

功能:与Consumer接口相反,Supplier接口是不传递参数,只返回一个值。我们来看一下源码

T get();

可以理解为,不接受任何参数,返回一个值,究竟返回什么值由调用者决定----Lambda表达式的制造者。其实,说白了就是一个容器,可以用来存储数据,然后可以供其他方法使用的这么一个接口。

下面具体实现一下:

**	
     * Supplier接口测试,supplier相当一个容器或者变量,可以存储值	
     */	
    @Test	
    public void test_Supplier() {	
        //① 使用Supplier接口实现方法,只有一个get方法,无参数,返回一个值	
        Supplier<Integer> supplier = new Supplier<Integer>() {	
            @Override	
            public Integer get() {	
                //返回一个随机值	
                return new Random().nextInt();	
            }	
        };	
	
        System.out.println(supplier.get());	
	
        System.out.println("********************");	
	
        //② 使用lambda表达式,	
        supplier = () -> new Random().nextInt();	
        System.out.println(supplier.get());	
        System.out.println("********************");	
	
        //③ 使用方法引用	
        Supplier<Double> supplier2 = Math::random;	
        System.out.println(supplier2.get());	
    }

我们通过创建一个 Supplier 对象,实现了一个 get 方法,这个方法无参数,返回一个值;所以,每次使用这个接口的时候都会返回一个值,并且保存在这个接口中,所以说是一个容器

 下面我们再来看看Supplier具体的使用场景:

/**	
     * Supplier接口测试2,使用需要Supplier的接口方法	
     */	
    @Test	
    public void test_Supplier2() {	
        Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5);	
        //返回一个optional对象	
        Optional<Integer> first = stream.filter(i -> i > 4)	
                .findFirst();	
	
        //optional对象有需要Supplier接口的方法	
        //orElse,如果first中存在数,就返回这个数,如果不存在,就放回传入的数	
        System.out.println(first.orElse(1));	
        System.out.println(first.orElse(7));	
	
        System.out.println("********************");	
	
        Supplier<Integer> supplier = new Supplier<Integer>() {	
            @Override	
            public Integer get() {	
                //返回一个随机值	
                return new Random().nextInt();	
            }	
        };	
	
        //orElseGet,如果first中存在数,就返回这个数,如果不存在,就返回supplier返回的值	
        System.out.println(first.orElseGet(supplier));	
    }	

使用方法获取到一个 Optional 对象,然后,在 Optional 对象中有  orElse 方法 和 orElseGet 是需要一个 Supplier 接口的。 

  • orElse:如果first中存在数,就返回这个数,如果不存在,就放回传入的数

  • orElseGet:如果first中存在数,就返回这个数,如果不存在,就返回supplier返回的值

除了上面使用的 Supplier 接口,还可以使用下面这些 Supplier 接口。
IntSupplier 、DoubleSupplier 、LongSupplier 、BooleanSupplier,使用方法和上面一样。

Supplier 总结

① Supplier 接口可以理解为一个容器,用于装数据的。
② Supplier 接口有一个 get 方法,可以返回值。

3.Predicate (判断模式--谓词

功能:传递一个参数,返回一个Boolean值。其实,这个就是一个类似于 bool 类型的判断的接口。

还是来看一个实例

/**	
     * Predicate谓词测试,谓词其实就是一个判断的作用类似bool的作用	
     */	
    @Test	
    public void test_Predicate() {	
        //① 使用Predicate接口实现方法,只有一个test方法,传入一个参数,返回一个bool值	
        Predicate<Integer> predicate = new Predicate<Integer>() {	
            @Override	
            public boolean test(Integer integer) {	
                if(integer > 5){	
                    return true;	
                }	
                return false;	
            }	
        };	
	
        System.out.println(predicate.test(6));	
	
        System.out.println("********************");	
	
        //② 使用lambda表达式,	
        predicate = (t) -> t > 5;	
        System.out.println(predicate.test(1));	
        System.out.println("********************");	
	
    }

这段代码中,创建了一个 Predicate 接口对象,其中,实现类 test 方法,需要传入一个参数,并且返回一个 bool 值,所以这个接口作用就是判断!然后,调用 test 方法,传入一个值,就会返回一个 bool 值。也可以使用lambda 表达式返回一个 Predicate 接口,然后调用 test 方法!

好,我们再看一个实例,看看Predicate具体的使用场景:

/**	
     * Predicate谓词测试,Predicate作为接口使用	
     */	
    @Test	
    public void test_Predicate2() {	
        //① 将Predicate作为filter接口,Predicate起到一个判断的作用	
        Predicate<Integer> predicate = new Predicate<Integer>() {	
            @Override	
            public boolean test(Integer integer) {	
                if(integer > 5){	
                    return true;	
                }	
                return false;	
            }	
        };	
	
        Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 23, 3, 4, 5, 56, 6, 6);	
        List<Integer> list = stream.filter(predicate).collect(Collectors.toList());	
        list.forEach(System.out::println);	
	
        System.out.println("********************");	
	
    }

这段代码,首先创建一个 Predicate 对象,然后实现 test 方法,在 test 方法中做一个判断:如果传入的参数大于 5 ,就返回 true,否则返回 false;然后调用 Stream 的 filter 方法,filter 方法需要的参数就是 Predicate 接口,所以在这里只要大于 5 的数据就会输出。

总结一下两点:

① Predicate 是一个谓词型接口,其实只是起到一个判断作用。
② Predicate 通过实现一个 test 方法做判断。

4. Function (功能模式)

功能:传递1个参数,返回1个参数。作用就是转换作用,将输入数据转换成另一种形式的输出数据。

第一个实例:

/**	
     * Function测试,function的作用是转换,将一个值转为另外一个值	
     */	
    @Test	
    public void test_Function() {	
        //① 使用map方法,泛型的第一个参数是转换前的类型,第二个是转化后的类型	
        Function<String, Integer> function = new Function<String, Integer>() {	
            @Override	
            public Integer apply(String s) {	
                return s.length();//获取每个字符串的长度,并且返回	
            }	
        };	
	
        Stream<String> stream = Stream.of("aaa", "bbbbb", "ccccccv");	
        Stream<Integer> stream1 = stream.map(function);	
        stream1.forEach(System.out::println);	
	
        System.out.println("********************");	
	
    }

输出结果是:3 5 7

上面代码创建了一个 Function 接口对象,实现了一个 apply 方法,这个方法有一个输入参数和一个输出参数。其中,泛型的第一个参数是转换前的类型,第二个是转化后的类型。

在上面的代码中,就是获取字符串的长度,然后将每个字符串的长度作为返回值返回。

在 Function 接口的重要应用不得不说 Stream 类的 map 方法了,map 方法传入一个 Function 接口,返回一个转换后的 Stream类。

除了上面使用的 Function 接口,还可以使用下面这些 Function 接口。
IntFunction 、DoubleFunction 、LongFunction 、ToIntFunction 、ToDoubleFunction 、DoubleToIntFunction 等等,使用方法和上面一样。

 总结一下:

① Function 接口是一个功能型接口,是一个转换数据的作用。
② Function 接口实现 apply 方法来做转换。

5.BiXXXX (BiFunction为例)

功能: 传递两个个参数,得到一个返回值。 

唯一的抽象方法是apply。

 R apply(T t, U u);

下面看一个实例:

public class FunctionTest {

    public static void main(String[] args) {


        BiFunction<Integer,Integer,Integer>  biFunction= (i1,i2) -> i1+i2;

        System.out.println(biFunction.apply(1,2));
    }
}

 BiFuntion中前两个Integer是输入参数类型,最后一个Integer是结果参数类型。

参考文献

Lambda表达式和函数式接口

面试又挂了,你理解了 Java 8 的 Consumer、Supplier、Predicate和Function吗?

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