乐字节-Java8核心特性实战之函数式接口

乐字节

大家好,上一篇小乐给大家讲述了《乐字节-Java8核心特性-Lambda表达式》,点击回顾。接下来继续:Java8核心特性之函数式接口。

什么时候可以使用Lambda?通常Lambda表达式是用在函数式接口上使用的。从Java8开始引入了函数式接口,其说明比较简单:函数式接口(Functional Interface)就是一个有且仅有一个抽象方法,但是可以有多个非抽象方法的接口。 java8引入@FunctionalInterface 注解声明该接口是一个函数式接口。

一、语法

  • 抽象方法有且仅有一个
  • 接口使用@FunctionalInterface 注解进行标注
  • 接口中可以存在默认方法和静态方法实现

如下形式:

/**
 * 定义函数式接口
 * 接口上标注@FunctionalInterface 注解
 */
@FunctionalInterface
public interface ICollectionService {
    /**
     * 定义打印方法
     */
    void print();
}

在Java8 以前,已有大量函数式接口形式的接口(接口中只存在一个抽象方法),只是没有强制声明。例如java.lang.Runnable,java.util.concurrent.Callable,java.security.PrivilegedAction,java.io.FileFilter等,Java8 新增加的函数接口在java.util.function 包下,它包含了很多类,用来支持 Java的 函数式编程,该包中的函数式接口如下:

序号 接口 & 描述
1 BiConsumer<T,U>代表了一个接受两个输入参数的操作,并且不返回任何结果
2 BiFunction<T,U,R>代表了一个接受两个输入参数的方法,并且返回一个结果
3 BinaryOperator<T>代表了一个作用于于两个同类型操作符的操作,并且返回了操作符同类型的结果
4 BiPredicate<T,U>代表了一个两个参数的boolean值方法
5 BooleanSupplier代表了boolean值结果的提供方
6 Consumer<T>代表了接受一个输入参数并且无返回的操作
7 DoubleBinaryOperator代表了作用于两个double值操作符的操作,并且返回了一个double值的结果。
8 DoubleConsumer代表一个接受double值参数的操作,并且不返回结果。
9 DoubleFunction<R>代表接受一个double值参数的方法,并且返回结果
10 DoublePredicate代表一个拥有double值参数的boolean值方法
11 DoubleSupplier代表一个double值结构的提供方
12 DoubleToIntFunction接受一个double类型输入,返回一个int类型结果。
13 DoubleToLongFunction接受一个double类型输入,返回一个long类型结果
14 DoubleUnaryOperator接受一个参数同为类型double,返回值类型也为double 。
15 Function<T,R>接受一个输入参数,返回一个结果。
16 IntBinaryOperator接受两个参数同为类型int,返回值类型也为int 。
17 IntConsumer接受一个int类型的输入参数,无返回值 。
18 IntFunction<R>接受一个int类型输入参数,返回一个结果 。
19 IntPredicate:接受一个int输入参数,返回一个布尔值的结果。
20 IntSupplier无参数,返回一个int类型结果。
21 IntToDoubleFunction接受一个int类型输入,返回一个double类型结果 。
22 IntToLongFunction接受一个int类型输入,返回一个long类型结果。
23 IntUnaryOperator接受一个参数同为类型int,返回值类型也为int 。
24 LongBinaryOperator接受两个参数同为类型long,返回值类型也为long。
25 LongConsumer接受一个long类型的输入参数,无返回值。
26 LongFunction<R>接受一个long类型输入参数,返回一个结果。
27 LongPredicateR接受一个long输入参数,返回一个布尔值类型结果。
28 LongSupplier无参数,返回一个结果long类型的值。
29 LongToDoubleFunction接受一个long类型输入,返回一个double类型结果。
30 LongToIntFunction接受一个long类型输入,返回一个int类型结果。
31 LongUnaryOperator接受一个参数同为类型long,返回值类型也为long。
32 ObjDoubleConsumer<T>接受一个object类型和一个double类型的输入参数,无返回值。
33 ObjIntConsumer<T>接受一个object类型和一个int类型的输入参数,无返回值。
34 ObjLongConsumer<T>接受一个object类型和一个long类型的输入参数,无返回值。
35 Predicate<T>接受一个输入参数,返回一个布尔值结果。
36 Supplier<T>无参数,返回一个结果。
37 ToDoubleBiFunction<T,U>接受两个输入参数,返回一个double类型结果
38 ToDoubleFunction<T>接受一个输入参数,返回一个double类型结果
39 ToIntBiFunction<T,U>接受两个输入参数,返回一个int类型结果。
40 ToIntFunction<T>接受一个输入参数,返回一个int类型结果。
41 ToLongBiFunction<T,U>接受两个输入参数,返回一个long类型结果。
42 ToLongFunction<T>接受一个输入参数,返回一个long类型结果。
43 UnaryOperator<T>接受一个参数为类型T,返回值类型也为T。

对于Java8中提供的这么多函数式接口,开发中常用的函数式接口有以下几个 Predicate,Consumer,Function,Supplier。

二、函数式接口实例

1、Predicate

java.util.function.Predicate<T> 接口定义了一个名叫 test 的抽象方法,它接受泛型 T 对象,并返回一个boolean值。在对类型 T进行断言判断时,可以使用这个接口。通常称为断言型接口 。

  • 字符串判空
 Predicate<String> p01=(str)->str.isEmpty()||str.trim().isEmpty();
     /**
      * 测试传入的字符串是否为空
      */
    System.out.println(p01.test(""));
    System.out.println(p01.test("  "));
    System.out.println(p01.test("admin"));
  • 用户合法性校验

接口静态方法完成手机号合法校验功能,方法返回函数式接口Predicate

public interface MyStringInter {
    public final  String checkPhone= "^((13[0-9])|(14[5,7,9])|(15([0-3]|[5-9]))|(16[0-9])" +
            "|(17[0,1,3,5,6,7,8])|(18[0-9])|(19[8|9]))\\d{8}$";
    /**
     * 用户手机格式合法性
     *     返回L函数式接口Predicate 的实现  Lambda表达式
     * @return
     */
    static Predicate<String> checkPhone(){
          return (e)-> {
              return Pattern.compile(checkPhone).matcher(e).matches();
          };
    }
}

2、Consumer

java.util.function.Consumer<T>接口定义了一个名叫 accept 的抽象方法,它接受泛型T,没有返回值(void)。如果需要访问类型 T 的对象,并对其执行某些操作,可以使用这个接口,通常称为消费型接口。

  • 热销商品展示
/**
  热销商品测试数据
*/
Goods g01=new Goods(1,"iPad 2018款",3000,180, BigDecimal.valueOf(2300));
Goods g02=new Goods(6,"小米平板4",5000,600, BigDecimal.valueOf(1900));
Goods g03=new Goods(9,"微软 Surface Pro 6",100,50, BigDecimal.valueOf(8500));
Goods g04=new Goods(20,"华为 荣耀平板5",1600,480, BigDecimal.valueOf(1500));
List<Goods> goods= Arrays.asList(g01,g02,g03,g04);


//Consumer 实现集合数据输出 Lambda替代匿名函数 实现Consumer接口
 goods.forEach(g->{
     System.out.println(g);
 });

3、Function

​ java.util.function.Function<T, R>接口定义了一个叫作apply的方法,它接受一个泛型T的对象,并返回一个泛型R的对象。如果需要定义一个Lambda,将输入的信息映射到输出,可以使用这个接口(比如提取苹果的重量,或把字符串映射为它的长度),通常称为功能型接口。

  • 用户密码 Base64编码
// 实现用户密码 Base64加密操作
Function<String,String> f01=(password)->Base64.getEncoder().encodeToString(password.getBytes());
// 输出加密后的字符串
System.out.println(f01.apply("123456"));

4、Supplier

java.util.function.Supplier<T>接口定义了一个get的抽象方法,它没有参数,返回一个泛型T的对象,这类似于一个工厂方法,通常称为功能型接口。

  • 外部Properties文件读取
public static Properties readFile(String fileName) {
        Supplier<Properties> supplier = () -> {
            try {
                InputStream is = TestCase04.class.getClassLoader().getResourceAsStream(fileName);
                Properties prop = new Properties();
                prop.load(is);
                return prop;
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                return null;
            }
        };
        return supplier.get();
    }

三、高阶函数

图片描述

Java8 中函数式接口中方法允许函数接口作为方法形参传入,同时方法的结果为函数接口,从而实现链式调用操作,就像俄罗斯套娃那样,当把套娃一个个打开时,发现还有一个同样的小套娃在里面,最终发现最里面的一个也是一个完整的套娃玩具,此时的高阶函数是不是跟套娃有着惊人的相似之处呢。

  • 多页面转发
String action = "";
Predicate<String> p01 = (a) -> StringUtils.isBlank(a);
/**
* 如果action 为空  或 index  或 main 转发到网站主页面
* 链式判断 方法结果仍然为一个函数
*/
if (p01.or((a) -> a.equals("index")).or((a) -> a.equals("main")).test(action)) {
    System.out.println("网站主页面...");
} else {
    System.out.println("其他页面...");
}
  • 多条件排序

这里以商品数据为例,按商品销量、评论排序,如果销量一致 按照商品评论数排序

/**
* 实际开发数据通常从数据库获取
* 这里使用测试数据
*/
Goods g01=new Goods(1,"小米9",1789,200, BigDecimal.valueOf(2500));
Goods g02=new Goods(2,"华为Mate20",5000,3000, BigDecimal.valueOf(7000));
Goods g03=new Goods(3,"OPPO R17",2000,2827, BigDecimal.valueOf(1500));
Goods g04=new Goods(4,"魅族 Note9",2000,1600, BigDecimal.valueOf(1600));
Goods g05=new Goods(5,"一加6T",8000,5000, BigDecimal.valueOf(3500));
List<Goods> goods= Arrays.asList(g01,g02,g03,g04,g05);


// 销量 与 评论排序 高阶函数使用
Comparator<Goods> comparator = (g1,g2)->g1.getSale()-g2.getSale();
goods.sort(comparator.thenComparing(Comparator.comparing(g3 -> g3.getComment())));
goods.forEach((g)->System.out.println(g));

高阶函数应用场景较多(这里查看源码相关高阶函数方法),如Optinal接口filter、map 、orElseGet 等方法,Stream 流操作等 基本都会用到 Predicate,Consumer,Supplier,Function等接口。

四、函数式接口优势与应用场景

函数式接口的引入,结合Lambda的使用,消除的匿名函数繁琐的代码,使得代码结构简洁、紧凑,第二点就是函数式接口中使用高阶函数,可以很方便的实现链式调用,代码清晰简洁,同时引入的一种新的开发思想-函数式编程,对于开发者来说只需要关注函数的规则设计实现即可。

对于函数式接口应用,后续介绍到的Optinal、Stream相关方法对于数据处理的使用频率较高,同时也是构成函数式编程的核心内容。

感谢大家欣赏小乐带来的Java8核心特性之函数式接口,接下来还会更多Java8-Java12核心技术讲解,请关注 乐字节 如需要视频课程,请搜索 乐字节腾讯课堂

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