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java之函数式接口解读

目录
  • 一、函数式接口
    • @FunctionalInterface注解
    • 性能浪费的日志案例
    • 使用Lambda优化日志案例
    • 使用Lambda作为参数和返回值
  • 二、常用函数式接口
    • Supplier接口
    • Consumer接口
    • Predicate接口
    • Function接口
  • 总结

    一、函数式接口

    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。 当然接口中可以包含其他的方法(默认,静态,私有)

    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。

    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。

    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
    
    }

    @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: @FunctionalInterface 。该注

    解可用于一个接口的定义上:

    • 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
    • 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。

    作用:可以检测接口是否是一个函数式接口

    • 是:编译成功 否:编译失败(接口中没有抽象方法或者抽象方法的个数多于一个)
    • 函数式接口的使用:一般作为方法的参数和返回值类型

    当参数是一个接口时,我们可以采用下面三种方法来进行操作

    java之函数式接口解读

    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:

    java之函数式接口解读

    发现以下代码存在的一些性能浪费的问题:

    调用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,然后在调用showlog方法,showLog方法中如果传递的日志等级不是1级,那么就不会是如此拼接后的字符串,所以感觉字符串就白拼接了,存在了浪费.

    使用Lambda优化日志案例

    Lambda的特点:延迟加载

    Lambda的使用前提,必须存在函数式接口

    使用Lambda必然需要一个函数式接口:

    然后对 log 方法进行改造:

    @FunctionalInterface 
    
    public interface MessageBuilder { 
    
    String buildMessage(); 
    
    }
    

    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。

    • 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MessageBuilder中的方法builderMessage,才会进行字符串的拼接。如果条件不满足,日志的等级不是1级
    • 那么MessageBuilder接口中的方法builderMessage也不会执行
    • 所以拼接字符串的代码也不会执行
    • 所以不会存在性能的浪费

    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!"));
        } 
    }
    

    Lambda表达式作为参数传递

    使用前提:方法的参数必须时函数式接口(是接口且接口中有且只有一个抽象方法)

    java之函数式接口解读

    Lambda表达式作为返回值

    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。

    package com.itheima.demo01.Lambda;
    
    import java.util.Arrays;
    import java.util.Comparator;
    
    public class Demo01 {
        //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,那么我们可以返回这个接口的匿名内部类
           /* return new Comparator<String>() {
                @Override
                public int compare(String o1, String o2) {
                    //按照字符串的降序排序
                    return o2.length()-o1.length();
                }
            };*/
           
           //使用lambda表达式进行优化
            return ( o1,  o2)-> o2.length()-o1.length();
        }
        public static void main(String[] args) {
            String[] arr={"aaaa","nnnnnnn","oooooooo"};
            System.out.println("排序前:");
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
    
            System.out.println("排序后:");
            Arrays.sort(arr,getComparator());
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
    
    
    
        }
    }
    
    

    二、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.Supplier 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&rwww.devze.comdquo;一个符合泛型类型的对象数据。

    Supplier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

    java之函数式接口解读

    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:接口的泛型请使用 java.lang.Integer 类。

    package com.itheima.demo01.Lambda;
    
    import java.util.function.Supplier;
    
    public class Demo02Test {
        //定义一个方法,方法的参数传递Supplier,泛型使用Integer
        public static Integer  getMax(Supplier<Integer> sup){
            return sup.get();
        }
        public static void main(String[] args) {
            int[] arr={12,9,8,3,30};
            //调用getMax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
            int maxValue=getMax(()->{
                int max=arr[0];
                for (int i = 0; i <arr.length ; i++) {
                    if (max<arr[i]){
                        max=arr[i];
                    }
                }
                return max;
    
            });
            System.out.println(maxValue);
    
    
        }
    }
    
    

    Consumer接口

    java.util.function.Consjsumer 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(至于具体怎么消费(使用), 需要自定义(输出,计算…) 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:

    package com.itheima.demo0开发者_Python开发1.Lambda;
    
    import java.util.function.Consumer;
    
    public class Demo03Consumer {
        /*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String
    可以使用Consumer接口消费字符串的姓名*/
        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Lombda表达式
            method("不放弃",(String name)->{
                //1.最简单的消费,直接输出
                System.out.println(name);
                //2.消费方式:把字符串进行翻转输出
                
                //StringBuffer里面有个字符反转的方法
                String s=new StringBuffer(name).reverse().toString();
               编程客栈 System.out.println(s);
            });
        }
    }
    
    

    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 。

    java之函数式接口解读

    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:

    package com.itheima.demo01.Lambda;
    
    import java.util.function.Consumer;
    
    public class Demo04 {
        ///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接口的泛型使用字符串
        public static void method(String s, Consumer<String> con1,Consumer<String> con2){
           // con1.accept(s);
            //con2.accept(s);
            con1.andThen(con2).accept(s);//con1连接con2,先执行con1消费数据,再执行con2消费数据
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            method("BeiJing",
                    (s)->{
                    //消费方式:将字符串变成小写
                        System.out.println(s.toLowerCase());
                    },
                    (s)->{
                     //消费方式:将字符串变成大写
                        System.out.println(s.toUpperCase());
    
                    }
                    );
        }
    
    }
    
    

    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" }; 
    
    }
    

    代码演示:

    package com.itheima.demo01.Lambda;
    
    import java.util.function.Consumer;
    
    public class Demo05Test {
        public static void method(String[] arr, Consumer<String> con1,Consumer<String> con2){
            //遍历字符串数组
            for (String s : arr) {
                //使用andThen方法连接连个Consume接口,消费字符串
                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"};
            method(arr,
                    (t)->{
                        //将字符串数据进行切割
                        String name = t.split(",")[0];
                        //消费一:打印出姓名:XXX
                        System.out.print("姓名:"+name);
                    },
                    (t)->{
                        //将字符串数据进行切割
                        String age = t.split(",")[1];
                        //消费二:打印出性别:XXX
                        System.out.println(","+"年龄:"+age+"。");
    
    
                    });
        }
    }
    
    

    java之函数式接口解读

    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.Predicate 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(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); 
        }
    }
    

    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

    相当于&&

    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 。

    如果要判断一个字符串既要包含大写“H”,又要包含php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")); 
        }
    }
    

    默认方法:or

    与 and 的“与”类似,默认方法 or 实现逻辑关系中的“”。

    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(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"));
        }
    }
    

    默认方法:negate

    “与”、“或”已经了解了,剩下的“非”(取反)也会简单。

    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(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);
        }
    }
    

    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

    代码演示:

    package com.itheima.demo01.Lambda;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.function.Predicate;
    
    public class Demo06Test {
        public static void main(String[] args) {
            String [] arr={ "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男", "赵丽颖,女"};
           ArrayList<String> arry= method(arr,
                    (t)->{
                        //切割字符串数组,判断名字长度
                        String name = t.split(",")[0];
                       return name.length()==4;
    
                    },
                    (t)->{
                        //切割字符串数组,判断性别
                        String sex = t.split(",")[1];
                        return sex.equals("女");
                    });
            System.out.println(arry);
        }
    
        public static ArrayList<String> method(String[] arr, Predicate<String> p1, Predicate<String> p2) {
            //定义一个集合,存储过滤之后的信息
            ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
            //遍历字符串数组
            for (String s : arr) {
                //使用and方法连接连个Predicate接口,比较
                boolean b = p1.and(p2).test(s);
                //对得到的布尔值进行判断
                if (b){
                    //条件成立,存储信息
                    list.add(s);
                }
    
            }
            return list;
    
        }
    }
    
    //结果:[迪丽热巴,女, 古力娜扎,女]
    

    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:applywww.devze.com

    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。

    代码演示:

    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));
        }
    }
    

    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

    需求:

    • 把string类型的"123",转换为Inteter类型,把转换后的结果加10
    • 把增加之后的Integer类型的数据。转换为String类型

    分析:

    • 转换了两次
    • 第一次是把string类型转换为了Integer类型

    所以我们可以使用Function<String, Integer> funI

    Integer i - fuq1. apply(.“123”)+10;

    第二次是把Integer类型转换为string类型

    所以我们可以使用Function<Integer. String> fun2

    string s = fun2. opply(i);

    我们可以使用andThen方法,把两次转换组合在一起使用

    String S = fun1 pndThen(fun2). apply(“123”);
    • fun1先调用apply方法,把字符串转换为Integer
    • fun2再调用apply方法,把Integer转换为字符串

    java之函数式接口解读

    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:

    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。

    代码演示:

    package com.itheima.demo01.Lambda;
    
    import java.util.function.Function;
    
    public class Demo07Test {
        /**/
        public static void method(String s, Function<String,Integer> fun){
            Integer it = fun.apply(s);
            System.out.println(it+100);
    
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            String str = "赵丽颖,20";
            String age = str.split(",")[1];
            method(age,
                    (ss)->{
                return  Integer.parseInt(ss);
    
            });
        }
    }
    
    //120
    
    
    

    总结

    以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持我们。

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