什么是函数式接口？

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作者| 慕课网精英讲师 ColorfulC

本篇文章我们将学习函数式接口相关的知识，包括什么是函数式接口，为什么需要函数式接口，如何自定义一个函数式接口，如何创建函数式接口的对象，以及一些 Java 内置的函数式接口的详细介绍等。1. 什么是函数式接口函数是接口（Functional Interface）的定义非常容易理解：只有一个抽象方法的接口，就是函数式接口。可以通过Lambda表达式来创建函数式接口的对象。我们来看一个在之前我们就经常使用的Runnable接口，Runnable接口就是一个函数式接口，下面的截图为 Java 源码：

我们看到Runnable接口中只包含一个抽象的run()方法，并且在接口上标注了一个@FuncationInterface注解，此注解就是 Java 8 新增的注解，用来标识一个函数式接口。2. 为什么需要函数式接口学习了这么久的 Java，我们对 Java 是纯种的面向对象的编程语言这一概念，可能有了一定的感触，在 Java 中，一切皆是对象。但是随着Python、scala等语言的兴起，函数式编程的概念得到开发者们的推崇，Java 不得不做出调整以支持更广泛的技术要求。在面向函数编程的语言中，Lambda表达式的类型就是函数，但是在 Java 中，Lambda表达式的类型是对象而不是函数，他们必须依赖于一种特别的对象类型——函数式接口。所以说，Java 中的Lambda表达式就是一个函数式接口的对象。我们之前使用匿名实现类表示的对象，都可以使用Lambda表达式来表示。3. 自定义函数式接口想要自定义一个函数式接口也非常简单，在接口上做两件事即可：定义一个抽象方法：注意，接口中只能有一个抽象方法；在接口上标记@FunctionalInterface注解：当然也可以不标记，但是如果错写了多个方法，编辑器就不能自动检测你定义的函数式接口是否有问题了，所以建议还是写上吧。/**

• 自定义函数式接口
• @author colorful@TaleLin
  */

@FunctionalInterface
public interface FunctionalInterfaceDemo {

void run();

}

代码块1234567891011由于标记了@FunctionalInterface注解，下面接口下包含两个抽象方法的这种错误写法，编译器就会给出提示：

4.创建函数式接口对象在上面，我们自定义了一个函数式接口，那么如何创建它的对象实例呢？我们可以使用匿名内部类来创建该接口的对象，实例代码如下：/**

• 测试创建函数式接口对象
• @author colorful@TaleLin
  */

public class Test {

public static void main(String[] args) {
    // 使用匿名内部类方式创建函数式接口
    FunctionalInterfaceDemo functionalInterfaceDemo = new FunctionalInterfaceDemo() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("匿名内部类方式创建函数式接口");
        }
    };
    functionalInterfaceDemo.run();
}

}
代码块123456789101112131415161718运行结果：匿名内部类方式创建函数式接口
代码块1现在，我们学习了Lambda表达式，也可以使用Lambda表达式来创建，这种方法相较匿名内部类更加简洁，也更推荐这种做法。实例代码如下：/**

• 测试创建函数式接口对象
• @author colorful@TaleLin
  */

public class Test {

public static void main(String[] args) {
    // 使用 Lambda 表达式方式创建函数式接口
    FunctionalInterfaceDemo functionalInterfaceDemo = () -> System.out.println("Lambda 表达式方式创建函数式接口");
    functionalInterfaceDemo.run();
}

}
代码块12345678910111213运行结果：Lambda 表达式方式创建函数式接口
代码块1当然，还有一种更笨的方法，写一个接口的实现类，通过实例化实现类来创建对象。由于比较简单，而且不符合我们学习函数式接口的初衷，这里就不再做实例演示了。5. 内置的函数式接口介绍通过上面一系列介绍和演示，相信对于函数式接口的概念和使用，你已经烂熟于心了。但是只知道这些还不够用，下面的内容才是本小节的重点，Java 中内置了丰富的函数式接口，位于java.util.function包下，学习这些函数式接口有助于我们理解 Java 函数式接口的真正用途和意义。Java 内置了 4 个核心函数式接口：Comsumer<T>消费型接口： 表示接受单个输入参数但不返回结果的操作，包含方法：void accept(T t)，可以理解为消费者，只消费（接收单个参数）、不返回（返回为 void）；Supplier<T>供给型接口：表示结果的供给者，包含方法T get()，可以理解为供给者，只提供（返回T类型对象）、不消费（不接受参数）；Function<T, R>函数型接口：表示接受一个T类型参数并返回R类型结果的对象，包含方法R apply(T t)；Predicate<T>断言型接口：确定T类型的对象是否满足约束，并返回boolean值，包含方法boolean test(T t)。我们在 Java 的 api 文档中可以看到有一些方法的形参，会出现上面几类接口，我们在实例化这些接口的时候，就可以使用Lambda表达式的方式来实例化。我们下面看几个实例，消费型接口使用实例：实例演示import java.util.function.Consumer;

/**

• Java 内置4大核心h函数式接口 —— 消费型接口
• Consumer<T> void accept(T t)
• @author colorful@TaleLin
  */

public class FunctionalInterfaceDemo1 {

public static void main(String[] args) {
    Consumer<String> consumer = s -> System.out.println(s);
    consumer.accept("只消费，不返回");
}

}
123456789101112131415运行结果：只消费，不返回
代码块1供给型接口使用实例：实例演示import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Supplier;

/**

• Java 内置4大核心h函数式接口 —— 供给型接口
• Supplier<T> T get()
• @author colorful@TaleLin
  */

public class FunctionalInterfaceDemo2 {

public static void main(String[] args) {
    Supplier<String> supplier = () -> "只返回，不消费";
    String s = supplier.get();
    System.out.println(s);
}

}
1234567891011121314151617运行结果：只返回，不消费
代码块1下面我们使用断言型接口，来实现一个根据给定的规则，来过滤字符串列表的方法，实例如下：实例演示import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;

/**

• Java 内置4大核心函数式接口 —— 断言型接口
• Predicate<T> boolean test(T t)
• @author colorful@TaleLin
  */

public class FunctionalInterfaceDemo3 {

/**
 * 根据 Predicate 断言的结果，过滤 list 中的字符串
 * @param list 待过滤字符串
 * @param predicate 提供规则的接口实例
 * @return 过滤后的列表
 */
public static List<String> filterStringList(List<String> list, Predicate<String> predicate) {
    // 过滤后的字符串列表
    ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
    for (String string: list) {
        if (predicate.test(string)) {
            // 如果 test 是 true，则将元素加入到过滤后的列表中
            arrayList.add(string);
        }
    }
    return arrayList;
}

public static void main(String[] args) {
    ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
    arrayList.add("Java");
    arrayList.add("PHP");
    arrayList.add("Python");
    arrayList.add("JavaScript");
    System.out.println("过滤前：");
    System.out.println(arrayList);

    List<String> filterResult = filterStringList(arrayList, new Predicate<String>() {
        @Override
        public boolean test(String s) {
            // 返回字符串中是否包含 P
            return s.contains("P");
        }
    });
    System.out.println("过滤后：");
    System.out.println(filterResult);
}

}
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950运行结果：过滤前：
[Java, PHP, Python, JavaScript]
过滤后：
[PHP, Python]
代码块1234当然，我们学习了Lambda表达式，在main()方法中就可以不再使用匿名内部类了，改写main()方法中调用filterStringList()方法的代码：List<String> filterResult = filterStringList(arrayList, s -> s.contains("P"));
代码块1上面的实例代码可能有些难以理解，跟着我的节奏来解读一下：先定义一个方法List<String> filterStringList(List<String> list, Predicate<String> predicate)，此方法用于根据指定的规则过滤字符串列表，接收的第一个参数为待过滤列表，第二个参数是一个函数式接口类型的规则，注意，这个参数就是规则的制定者；再看filterStringList()方法的方法体，方法体内部对待过滤列表进行了遍历，会调用Predicate<T>接口下的boolean test(T t)方法，判断每一个字符串是否符合规则，符合规则就追加到新的列表中，最终返回一个新的过滤后的列表；在main()方法中，我们调用了上面定义的filterStringList()方法，第一个参数就是待过滤列表，这里的第二个参数，是我们创建的一个断言型接口的对象，其重写的test(String s)方法就是过滤规则关键所在，方法体就是判断s字符串是否包含P字符，并一个 boolean 类型的结果；理解了第二个参数通过匿名内部类创建对象的方式，再改写成通过Lambda表达式的方式创建对象，就不难理解了。上面我们介绍了核心的内置函数式接口，理解了这些接口的使用，其他接口就不难理解了。可翻阅官方文档来查看更多。6. 小结通过本篇文章学习，我们知道了函数式接口就是只有一个抽象方法的接口，要使用Lambda表达式，就必须依赖函数式接口；自定义函数接口建议使用@FunctionalInterface注解来进行标注，当然如果通过 Java 内置的函数式接口就可以满足我们的需求，就不需要我们自己自定义函数式接口了。文章最后，我们通过一个较为复杂的函数式接口实例，实现了一个过滤字符串列表的方法，如果还是不能完全理解，建议同学下面多加练习。

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