Java8新特性:函数式(Functional)接口
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本章节对应知识库
https://www.yuque.com/nanchengcyu/java
本内容来自尚硅谷课程,此处在知识库做了个人理解
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3.1 什么是函数式接口
- 只包含
一个抽象方法
(Single Abstract Method,简称SAM)的接口,称为函数式接口。当然该接口可以包含其他非抽象方法。 - 你可以通过 Lambda 表达式来创建该接口的对象。(若 Lambda 表达式抛出一个受检异常(即:非运行时异常),那么该异常需要在目标接口的抽象方法上进行声明)。
- 我们可以在一个接口上使用
@FunctionalInterface
注解,这样做可以检查它是否是一个函数式接口。同时 javadoc 也会包含一条声明,说明这个接口是一个函数式接口。 - 在
java.util.function
包下定义了Java 8 的丰富的函数式接口
3.2 如何理解函数式接口
- Java从诞生日起就是一直倡导“一切皆对象”,在Java里面面向对象(OOP)编程是一切。但是随着python、scala等语言的兴起和新技术的挑战,Java不得不做出调整以便支持更加广泛的技术要求,即Java不但可以支持OOP还可以支持OOF(面向函数编程)
- Java8引入了Lambda表达式之后,Java也开始支持函数式编程。
- Lambda表达式不是Java最早使用的。目前C++,C#,Python,Scala等均支持Lambda表达式。
- 面向对象的思想:
- 做一件事情,找一个能解决这个事情的对象,调用对象的方法,完成事情。
- 函数式编程思想:
- 只要能获取到结果,谁去做的,怎么做的都不重要,重视的是结果,不重视过程。
- 在函数式编程语言当中,函数被当做一等公民对待。在将函数作为一等公民的编程语言中,Lambda表达式的类型是函数。但是在Java8中,有所不同。在Java8中,Lambda表达式是对象,而不是函数,它们必须依附于一类特别的对象类型——函数式接口。
- 简单的说,在Java8中,Lambda表达式就是一个函数式接口的实例。这就是Lambda表达式和函数式接口的关系。也就是说,只要一个对象是函数式接口的实例,那么该对象就可以用Lambda表达式来表示。
3.3 举例
举例1:
举例2:
作为参数传递 Lambda 表达式:
作为参数传递 Lambda 表达式:为了将 Lambda 表达式作为参数传递,接收Lambda 表达式的参数类型必须是与该 Lambda 表达式兼容的函数式接口的类型。
3.4 Java 内置函数式接口
3.4.1 之前的函数式接口
之前学过的接口,有些就是函数式接口,比如:
- java.lang.Runnable
- public void run()
- java.lang.Iterable
- public Iterator iterate()
- java.lang.Comparable
- public int compareTo(T t)
- java.util.Comparator
- public int compare(T t1, T t2)
3.4.2 四大核心函数式接口
函数式接口 | 称谓 | 参数类型 | 用途 |
---|---|---|---|
Consumer<T> | 消费型接口 | T | 对类型为T的对象应用操作,包含方法: void accept(T t) |
Supplier<T> | 供给型接口 | 无 | 返回类型为T的对象,包含方法:T get() |
Function<T, R> | 函数型接口 | T | 对类型为T的对象应用操作,并返回结果。结果是R类型的对象。包含方法:R apply(T t) |
Predicate<T> | 判断型接口 | T | 确定类型为T的对象是否满足某约束,并返回 boolean 值。包含方法:boolean test(T t) |
3.4.3 其它接口
类型1:消费型接口
消费型接口的抽象方法特点:有形参,但是返回值类型是void
接口名 | 抽象方法 | 描述 |
---|---|---|
BiConsumer<T,U> | void accept(T t, U u) | 接收两个对象用于完成功能 |
DoubleConsumer | void accept(double value) | 接收一个double值 |
IntConsumer | void accept(int value) | 接收一个int值 |
LongConsumer | void accept(long value) | 接收一个long值 |
ObjDoubleConsumer | void accept(T t, double value) | 接收一个对象和一个double值 |
ObjIntConsumer | void accept(T t, int value) | 接收一个对象和一个int值 |
ObjLongConsumer | void accept(T t, long value) | 接收一个对象和一个long值 |
类型2:供给型接口
这类接口的抽象方法特点:无参,但是有返回值
接口名 | 抽象方法 | 描述 |
---|---|---|
BooleanSupplier | boolean getAsBoolean() | 返回一个boolean值 |
DoubleSupplier | double getAsDouble() | 返回一个double值 |
IntSupplier | int getAsInt() | 返回一个int值 |
LongSupplier | long getAsLong() | 返回一个long值 |
类型3:函数型接口
这类接口的抽象方法特点:既有参数又有返回值
接口名 | 抽象方法 | 描述 |
---|---|---|
UnaryOperator | T apply(T t) | 接收一个T类型对象,返回一个T类型对象结果 |
DoubleFunction | R apply(double value) | 接收一个double值,返回一个R类型对象 |
IntFunction | R apply(int value) | 接收一个int值,返回一个R类型对象 |
LongFunction | R apply(long value) | 接收一个long值,返回一个R类型对象 |
ToDoubleFunction | double applyAsDouble(T value) | 接收一个T类型对象,返回一个double |
ToIntFunction | int applyAsInt(T value) | 接收一个T类型对象,返回一个int |
ToLongFunction | long applyAsLong(T value) | 接收一个T类型对象,返回一个long |
DoubleToIntFunction | int applyAsInt(double value) | 接收一个double值,返回一个int结果 |
DoubleToLongFunction | long applyAsLong(double value) | 接收一个double值,返回一个long结果 |
IntToDoubleFunction | double applyAsDouble(int value) | 接收一个int值,返回一个double结果 |
IntToLongFunction | long applyAsLong(int value) | 接收一个int值,返回一个long结果 |
LongToDoubleFunction | double applyAsDouble(long value) | 接收一个long值,返回一个double结果 |
LongToIntFunction | int applyAsInt(long value) | 接收一个long值,返回一个int结果 |
DoubleUnaryOperator | double applyAsDouble(double operand) | 接收一个double值,返回一个double |
IntUnaryOperator | int applyAsInt(int operand) | 接收一个int值,返回一个int结果 |
LongUnaryOperator | long applyAsLong(long operand) | 接收一个long值,返回一个long结果 |
BiFunction<T,U,R> | R apply(T t, U u) | 接收一个T类型和一个U类型对象,返回一个R类型对象结果 |
BinaryOperator | T apply(T t, T u) | 接收两个T类型对象,返回一个T类型对象结果 |
ToDoubleBiFunction<T,U> | double applyAsDouble(T t, U u) | 接收一个T类型和一个U类型对象,返回一个double |
ToIntBiFunction<T,U> | int applyAsInt(T t, U u) | 接收一个T类型和一个U类型对象,返回一个int |
ToLongBiFunction<T,U> | long applyAsLong(T t, U u) | 接收一个T类型和一个U类型对象,返回一个long |
DoubleBinaryOperator | double applyAsDouble(double left, double right) | 接收两个double值,返回一个double结果 |
IntBinaryOperator | int applyAsInt(int left, int right) | 接收两个int值,返回一个int结果 |
LongBinaryOperator | long applyAsLong(long left, long right) | 接收两个long值,返回一个long结果 |
类型4:判断型接口
这类接口的抽象方法特点:有参,但是返回值类型是boolean结果。
接口名 | 抽象方法 | 描述 |
---|---|---|
BiPredicate<T,U> | boolean test(T t, U u) | 接收两个对象 |
DoublePredicate | boolean test(double value) | 接收一个double值 |
IntPredicate | boolean test(int value) | 接收一个int值 |
LongPredicate | boolean test(long value) | 接收一个long值 |
3.4.4 内置接口代码演示
举例1:
package com.atguigu.four;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class TestConsumer {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = Arrays.asList("java","c","python","c++","VB","C#");
//遍历Collection集合,并将传递给action参数的操作代码应用在每一个元素上。
list.forEach(s -> System.out.println(s));
}
}
举例2:
package com.atguigu.four;
import java.util.function.Supplier;
public class TestSupplier {
public static void main(String[] args) {
Supplier<String> supplier = () -> "尚硅谷";
System.out.println(supplier.get());
}
}
举例3:
package com.atguigu.four;
import java.util.ArrayList;
public class TestPredicate {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("hello");
list.add("java");
list.add("atguigu");
list.add("ok");
list.add("yes");
System.out.println("删除之前:");
list.forEach(t-> System.out.println(t));
//用于删除集合中满足filter指定的条件判断的。
//删除包含o字母的元素
list.removeIf(s -> s.contains("o"));
System.out.println("删除包含o字母的元素之后:");
list.forEach(t-> System.out.println(t));
}
}
举例4:
package com.atguigu.four;
import java.util.function.Function;
public class TestFunction {
public static void main(String[] args) {
//使用Lambda表达式实现Function<T,R>接口,可以实现将一个字符串首字母转为大写的功能。
Function<String,String> fun = s -> s.substring(0,1).toUpperCase() + s.substring(1);
System.out.println(fun.apply("hello"));
}
}
3.4.5 练习
练习1:无参无返回值形式
假如有自定义函数式接口Call如下:
public interface Call {
void shout();
}
在测试类中声明一个如下方法:
public static void callSomething(Call call){
call.shout();
}
在测试类的main方法中调用callSomething方法,并用Lambda表达式为形参call赋值,可以喊出任意你想说的话。
public class TestLambda {
public static void main(String[] args) {
callSomething(()->System.out.println("回家吃饭"));
callSomething(()->System.out.println("我爱你"));
callSomething(()->System.out.println("滚蛋"));
callSomething(()->System.out.println("回来"));
}
public static void callSomething(Call call){
call.shout();
}
}
interface Call {
void shout();
}
练习2:消费型接口
代码示例:Consumer接口
在JDK1.8中Collection集合接口的父接口Iterable接口中增加了一个默认方法:
public default void forEach(Consumer<? super T> action)
遍历Collection集合的每个元素,执行“xxx消费型”操作。
在JDK1.8中Map集合接口中增加了一个默认方法:
public default void forEach(BiConsumer<? super K,? super V> action)
遍历Map集合的每对映射关系,执行“xxx消费型”操作。
案例:
(1)创建一个Collection系列的集合,添加一些字符串,调用forEach方法遍历查看
(2)创建一个Map系列的集合,添加一些(key,value)键值对,调用forEach方法遍历查看
示例代码:
@Test
public void test1(){
List<String> list = Arrays.asList("hello","java","lambda","atguigu");
list.forEach(s -> System.out.println(s));
}
@Test
public void test2(){
HashMap<Integer,String> map = new HashMap<>();
map.put(1, "hello");
map.put(2, "java");
map.put(3, "lambda");
map.put(4, "atguigu");
map.forEach((k,v) -> System.out.println(k+"->"+v));
}
练习3:供给型接口
代码示例:Supplier接口
在JDK1.8中增加了StreamAPI,java.util.stream.Stream是一个数据流。这个类型有一个静态方法:
public static <T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)
可以创建Stream的对象。而又包含一个forEach方法可以遍历流中的元素:public void forEach(Consumer<? super T> action)
。
案例:
现在请调用Stream的generate方法,来产生一个流对象,并调用Math.random()方法来产生数据,为Supplier函数式接口的形参赋值。最后调用forEach方法遍历流中的数据查看结果。
@Test
public void test2(){
Stream.generate(() -> Math.random()).forEach(num -> System.out.println(num));
}
练习4:功能型接口
代码示例:Function<T,R>接口
在JDK1.8时Map接口增加了很多方法,例如:
public default void replaceAll(BiFunction<? super K,? super V,? extends V> function)
按照function指定的操作替换map中的value。
public default void forEach(BiConsumer<? super K,? super V> action)
遍历Map集合的每对映射关系,执行“xxx消费型”操作。
案例:
(1)声明一个Employee员工类型,包含编号、姓名、薪资。
(2)添加n个员工对象到一个HashMap<Integer,Employee>集合中,其中员工编号为key,员工对象为value。
(3)调用Map的forEach遍历集合
(4)调用Map的replaceAll方法,将其中薪资低于10000元的,薪资设置为10000。
(5)再次调用Map的forEach遍历集合查看结果
Employee类:
class Employee{
private int id;
private String name;
private double salary;
public Employee(int id, String name, double salary) {
super();
this.id = id;
this.name = name;
this.salary = salary;
}
public Employee() {
super();
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public double getSalary() {
return salary;
}
public void setSalary(double salary) {
this.salary = salary;
}
@Override
public String toString() {
return "Employee [id=" + id + ", name=" + name + ", salary=" + salary + "]";
}
}
测试类:
import java.util.HashMap;
public class TestLambda {
public static void main(String[] args) {
HashMap<Integer,Employee> map = new HashMap<>();
Employee e1 = new Employee(1, "张三", 8000);
Employee e2 = new Employee(2, "李四", 9000);
Employee e3 = new Employee(3, "王五", 10000);
Employee e4 = new Employee(4, "赵六", 11000);
Employee e5 = new Employee(5, "钱七", 12000);
map.put(e1.getId(), e1);
map.put(e2.getId(), e2);
map.put(e3.getId(), e3);
map.put(e4.getId(), e4);
map.put(e5.getId(), e5);
map.forEach((k,v) -> System.out.println(k+"="+v));
System.out.println();
map.replaceAll((k,v)->{
if(v.getSalary()<10000){
v.setSalary(10000);
}
return v;
});
map.forEach((k,v) -> System.out.println(k+"="+v));
}
}
练习5:判断型接口
代码示例:Predicate接口
JDK1.8时,Collecton接口增加了一下方法,其中一个如下:
public default boolean removeIf(Predicate<? super E> filter)
用于删除集合中满足filter指定的条件判断的。
public default void forEach(Consumer<? super T> action)
遍历Collection集合的每个元素,执行“xxx消费型”操作。
案例:
(1)添加一些字符串到一个Collection集合中
(2)调用forEach遍历集合
(3)调用removeIf方法,删除其中字符串的长度<5的
(4)再次调用forEach遍历集合
import java.util.ArrayList;
public class TestLambda {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("hello");
list.add("java");
list.add("atguigu");
list.add("ok");
list.add("yes");
list.forEach(str->System.out.println(str));
System.out.println();
list.removeIf(str->str.length()<5);
list.forEach(str->System.out.println(str));
}
}
练习6:判断型接口
案例:
(1)声明一个Employee员工类型,包含编号、姓名、性别,年龄,薪资。
(2)声明一个EmployeeSerice员工管理类,包含一个ArrayList集合的属性all,在EmployeeSerice的构造器中,创建一些员工对象,为all集合初始化。
(3)在EmployeeSerice员工管理类中,声明一个方法:ArrayList get(Predicate p),即将满足p指定的条件的员工,添加到一个新的ArrayList 集合中返回。
(4)在测试类中创建EmployeeSerice员工管理类的对象,并调用get方法,分别获取:
- 所有员工对象
- 所有年龄超过35的员工
- 所有薪资高于15000的女员工
- 所有编号是偶数的员工
- 名字是“张三”的员工
- 年龄超过25,薪资低于10000的男员工
示例代码:
Employee类:
public class Employee{
private int id;
private String name;
private char gender;
private int age;
private double salary;
public Employee(int id, String name, char gender, int age, double salary) {
super();
this.id = id;
this.name = name;
this.gender = gender;
this.age = age;
this.salary = salary;
}
public Employee() {
super();
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public double getSalary() {
return salary;
}
public void setSalary(double salary) {
this.salary = salary;
}
@Override
public String toString() {
return "Employee [id=" + id + ", name=" + name + ", gender=" + gender + ", age=" + age + ", salary=" + salary
+ "]";
}
}
员工管理类:
class EmployeeService{
private ArrayList<Employee> all;
public EmployeeService(){
all = new ArrayList<Employee>();
all.add(new Employee(1, "张三", '男', 33, 8000));
all.add(new Employee(2, "翠花", '女', 23, 18000));
all.add(new Employee(3, "无能", '男', 46, 8000));
all.add(new Employee(4, "李四", '女', 23, 9000));
all.add(new Employee(5, "老王", '男', 23, 15000));
all.add(new Employee(6, "大嘴", '男', 23, 11000));
}
public ArrayList<Employee> get(Predicate<Employee> p){
ArrayList<Employee> result = new ArrayList<Employee>();
for (Employee emp : result) {
if(p.test(emp)){
result.add(emp);
}
}
return result;
}
}
测试类:
public class TestLambda {
public static void main(String[] args) {
EmployeeService es = new EmployeeService();
es.get(e -> true).forEach(e->System.out.println(e));
System.out.println();
es.get(e -> e.getAge()>35).forEach(e->System.out.println(e));
System.out.println();
es.get(e -> e.getSalary()>15000 && e.getGender()=='女').forEach(e->System.out.println(e));
System.out.println();
es.get(e -> e.getId()%2==0).forEach(e->System.out.println(e));
System.out.println();
es.get(e -> "张三".equals(e.getName())).forEach(e->System.out.println(e));
System.out.println();
es.get(e -> e.getAge()>25 && e.getSalary()<10000 && e.getGender()=='男').forEach(e->System.out.println(e));
}
}
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