Java8-5-Function函数式接口进阶与默认方法详解

Java8-5-函数式接口进阶与默认方法详解
上一篇我们快速的借助示例演示了stream api的简单应用，体会到了使用stream api对集合处理的便捷和其与函数式接口密不可分的关系，所以为了更高效的使用stream api，有必要更熟练的掌握函数式接口。Java8中内置了大量的函数式接口，接下来我们选择一些比较常用的一起学习下。

Function接口
在之前的文章中，我们简单介绍过Function接口中apply方法的应用，除了apply这个抽象方法，Function接口中还内置了两个比较常用的默认方法（接口中增加的有具体实现的方法，扩展了接口功能，子类默认会继承该实现），看下Function接口源码

/**
 * Represents a function that accepts one argument and produces a result.
 *
 * <p>This is a <a href="package-summary.html">functional interface</a>
 * whose functional method is {@link #apply(Object)}.
 *
 * @param <T> the type of the input to the function
 * @param <R> the type of the result of the function
 *
 * @since 1.8
 */
@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {

    R apply(T t);

    /**
     * @return a composed function that first applies the {@code before}
     * function and then applies this function
     */
    default <V> Function<V, R> compose(Function<? super V, ? extends T> before) {
        Objects.requireNonNull(before);
        return (V v) -> apply(before.apply(v));
    }
    /**
     * @return a composed function that first applies this function and then
     * applies the {@code after} function
     */
    default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t) -> after.apply(apply(t));
    }
    /**
     * 省略
     */
}

Function接口定义中有两个泛型，按着接口文档说明第一个泛型是输入类型，第二泛型是结果类型。
compose方法接收一个Function参数before，该方法说明是返回一个组合的函数，首先会应用before，然后应用当前对象，换句话说就是先执行before对象的apply，再执行当前对象的apply，将两个执行逻辑串起来。
andThen方法接收一个Function参数after，与compose方法相反，它是先执行当前对象的apply方法，再执行after对象的方法。看一个应用示例

public class FunctionTest {
    public static void main(String[] args) {
        FunctionTest functionTest = new FunctionTest();
        System.out.println(functionTest.compute1(5,i -> i * 2,i -> i * i));//50
        System.out.println(functionTest.compute2(5,i -> i * 2,i -> i * i));//100
    }

    public int compute1(int i, Function<Integer,Integer> after,Function<Integer,Integer> before){
        return after.compose(before).apply(i);
    }

    public int compute2(int i, Function<Integer,Integer> before,Function<Integer,Integer> after){
        return before.andThen(after).apply(i);
    }
}

定义了compute1和compute2两个方法，compute1方法第一个参数是要计算的数据，第二个参数是后执行的函数，第一个是先执行的函数，因为输入输出都是数字类型，所以泛型都指定为Integer类型，通过after.compose(before);将两个函数串联起来然后执行组合后的Funtion方法apply(i)。当调用compute1(5,i -> i 2,i -> i i)时，先平方再乘以2所以结果是50。而compute2方法对两个Function的调用正好相反，所以结果是100。

BiFunction接口
接下来继续看下另一个很常用的函数式接口BiFunction

/**
 * This is the two-arity specialization of {@link Function}.
 * @param <T> the type of the first argument to the function
 * @param <U> the type of the second argument to the function
 * @param <R> the type of the result of the function
 *
 * @see Function
 * @since 1.8
 */
@FunctionalInterface
public interface BiFunction<T, U, R> {

    /**
     * Applies this function to the given arguments.
     *
     * @param t the first function argument
     * @param u the second function argument
     * @return the function result
     */
    R apply(T t, U u);

    /**
     * Returns a composed function that first applies this function to
     * its input, and then applies the {@code after} function to the result.
     * If evaluation of either function throws an exception, it is relayed to
     * the caller of the composed function.
     *
     * @param <V> the type of output of the {@code after} function, and of the
     *           composed function
     * @param after the function to apply after this function is applied
     * @return a composed function that first applies this function and then
     * applies the {@code after} function
     * @throws NullPointerException if after is null
     */
    default <V> BiFunction<T, U, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t, U u) -> after.apply(apply(t, u));
    }
}

实际上就是可以有两个参数的Function，同样前两个泛型代表着入参的类型，第三个代表结果类型。

public class BiFunctionTest {
    public static void main(String[] args) {
        BiFunctionTest2 biFunctionTest2 = new BiFunctionTest2();
        System.out.println(biFunctionTest2.compute(4,5,(a,b) -> a * b,a -> a * 2));
    }

    public int compute(int a, int b, BiFunction<Integer,Integer,Integer> biFunction,
                       Function<Integer,Integer> function){
        return biFunction.andThen(function).apply(a,b);
    }
}

看下compute方法，前两个参数是待计算数据，第三个是一个BiFunction，因为入参和结果都是数组所以三个泛型都定义为Integer。最后一个参数是Function。计算逻辑是先执行BiFunction然后将结果传给Funciton在计算最后返回结果，所以使用了andThen方法。我们想一下，BiFunction的andThen方法为什么接收的是Function类型的参数而不是BiFunction，答案很简单，因为BiFunction的apply方法接收两个参数，但是任何一个方法不可能有两个返回值，所以也没办法放在BiFunction前面执行，这也是为什么BiFunction没有compose方法的原因。

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