1.函數式接口
1.1概念：
java中有且只有一個抽象方法的接口。
1.2格式：
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修飾符 interface 接口名稱 { public abstract 返回值類型 方法名稱(可選參數信息); // 其他非抽象方法內容 }//或者public interface MyFunctionalInterface { void myMethod(); } |
1.3@FunctionalInterface注解：
與 @Override 注解的作用類似，Java 8中專門為函數式接口引入了一個新的注解： @FunctionalInterface 。該注
解可用于一個接口的定義上：
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@FunctionalInterfacepublic interface MyFunctionalInterface { void myMethod(); } |
一旦使用該注解來定義接口，編譯器將會強制檢查該接口是否確實有且僅有一個抽象方法，否則將會報錯。需要注意的是，即使不使用該注解，只要滿足函數式接口的定義，這仍然是一個函數式接口，使用起來都一樣。
1.4自定義函數式接口
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public class Demo09FunctionalInterface { // 使用自定義的函數式接口作為方法參數 private static void doSomething(MyFunctionalInterface inter) { inter.myMethod(); // 調用自定義的函數式接口方法}public static void main(String[] args) { // 調用使用函數式接口的方法 doSomething(() ‐> System.out.println("Lambda執行啦！")); } } |
2.函數式編程
2.1 Lambda的延遲執行
有些場景的代碼執行后，結果不一定會被使用，從而造成性能浪費。而Lambda表達式是延遲執行的，這正好可以作為解決方案，提升性能。
性能浪費的日志案例
注:日志可以幫助我們快速的定位問題，記錄程序運行過程中的情況，以便項目的監控和優化。
一種典型的場景就是對參數進行有條件使用，例如對日志消息進行拼接后，在滿足條件的情況下進行打印輸出：
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public class Demo01Logger { private static void log(int level, String msg) { if (level == 1) { System.out.println(msg); } } public static void main(String[] args) { String msgA = "Hello"; String msgB = "World"; String msgC = "Java"; log(1, msgA + msgB + msgC); } } |
這段代碼存在問題：無論級別是否滿足要求，作為 log 方法的第二個參數，三個字符串一定會首先被拼接并傳入方法內，然后才會進行級別判斷。如果級別不符合要求，那么字符串的拼接操作就白做了，存在性能浪費。
備注：
SLF4J是應用非常廣泛的日志框架，它在記錄日志時為了解決這種性能浪費的問題，并不推薦首先進行字符串的拼接，而是將字符串的若干部分作為可變參數傳入方法中，僅在日志級別滿足要求的情況下才會進行字符串拼接。
例如： LOGGER.debug("變量{}的取值為{}。", "os", "macOS") ，其中的大括號 {} 為占位符。
如果滿足日志級別要求，則會將“os”和“macOS”兩個字符串依次拼接到大括號的位置；否則不會進行字符串拼接。這也是一種可行解決方案，但Lambda可以做到更好。
體驗Lambda的更優寫法
使用Lambda必然需要一個函數式接口：
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@FunctionalInterfacepublic interface MessageBuilder { String buildMessage();} |
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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 ); } } |
這樣一來，只有當級別滿足要求的時候，才會進行三個字符串的拼接；否則三個字符串將不會進行拼接。
證明Lambda的延遲
下面的代碼可以通過結果進行驗證
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public class Demo03LoggerDelay { 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(2, () ‐ > {System.out.println("Lambda執行！"); return msgA + msgB + msgC; }); } } |
從結果中可以看出，在不符合級別要求的情況下，Lambda將不會執行。從而達到節省性能的效果。
擴展：實際上使用內部類也可以達到同樣的效果，只是將代碼操作延遲到了另外一個對象當中通過調用方法
來完成。而是否調用其所在方法是在條件判斷之后才執行的。
2.2 使用Lambda作為參數和返回值
如果拋開實現原理不說，Java中的Lambda表達式可以被當作是匿名內部類的替代品。如果方法的參數是一個函數式接口類型，那么就可以使用Lambda表達式進行替代。使用Lambda表達式作為方法參數，其實就是使用函數式接口作為方法參數。
例如 java.lang.Runnable 接口就是一個函數式接口，假設有一個 startThread 方法使用該接口作為參數，那么就可以使Lambda進行傳參。這種情況其實和 Thread 類的構造方法參數為 Runnable 沒有本質區別。
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public class Demo04Runnable { private static void startThread(Runnable task) { new Thread(task).start(); } public static void main(String[] args) { startThread(() ‐ > System.out.println("線程任務執行！")); } } |
類似地，如果一個方法的返回值類型是一個函數式接口，那么就可以直接返回一個Lambda表達式。當需要通過一個方法來獲取一個 java.util.Comparator 接口類型的對象作為排序器時,就可以調該方法獲取。
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import java.util.Arrays; import java.util.Comparator; public class Demo06Comparator { private static Comparator<String> newComparator() { return (a,b) ‐>b.length() ‐a.length(); } public static void main(String[] args) { String[] array = {"abc", "ab", "abcd"}; System.out.println(Arrays.toString(array)); Arrays.sort(array, newComparator()); System.out.println(Arrays.toString(array)); } } |
其中直接return一個Lambda表達式即可。
3.常用函數式接口
JDK提供了大量常用的函數式接口以豐富Lambda的典型使用場景，它們主要在 java.util.function 包中被提供。
下面是最簡單的幾個接口及使用示例。
3.1 Supplier接口（求數組元素最大值）
java.util.function.Supplier<T> 接口僅包含一個無參的方法： T get() 。用來獲取一個泛型參數指定類型的對象數據。由于這是一個函數式接口，這也就意味著對應的Lambda表達式需要“對外提供”一個符合泛型類型的對象數據。
求數組元素最大值
使用 Supplier 接口作為方法參數類型，通過Lambda表達式求出int數組中的最大值。提示：接口的泛型請使用java.lang.Integer 類。
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public class Demo02Test { //定一個方法,方法的參數傳遞Supplier,泛型使用Integer public static int getMax(Supplier<Integer> sup) { return sup.get(); } public static void main(String[] args) { int arr[] = {2, 3, 4, 52, 333, 23}; //調用getMax方法,參數傳遞Lambda int maxNum = getMax(()‐ > { //計算數組的最大值 int max = arr[0]; for (int i : arr) { if (i > max) { max = i; } } return max; }); System.out.println(maxNum); } } |
3.2 Consumer接口
java.util.function.Consumer<T> 接口則正好與Supplier接口相反，它不是生產一個數據，而是消費一個數據，其數據類型由泛型決定。
抽象方法：accept
Consumer 接
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import java.util.function.Consumer; public class Demo09Consumer { private static void consumeString(Consumer<String> function) { function.accept("Hello"); } public static void main(String[] args) { consumeString(s ‐ > System.out.println(s)); } } |
默認方法：andThen
如果一個方法的參數和返回值全都是 Consumer 類型，那么就可以實現效果：消費數據的時候，首先做一個操作，然后再做一個操作，實現組合。而這個方法就是 Consumer 接口中的default方法 andThen 。下面是JDK的源代碼：口中包含抽象方法 void accept(T t) ，意為消費一個指定泛型的數據。基本使用如：
格式化打印信息
下面的字符串數組當中存有多條信息，請按照格式“ 姓名：XX。性別：XX。 ”的格式將信息打印出來。要求將打印姓名的動作作為第一個 Consumer 接口的Lambda實例，將打印性別的動作作為第二個 Consumer 接口的Lambda實例，將兩Consumer 接口按照順序“拼接”到一起。
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import java.util.function.Consumer; public class DemoConsumer { public static void main(String[] args) { String[] array = {"迪麗熱巴,女", "古力娜扎,女", "馬爾扎哈,男"}; printInfo(s ‐ > System.out.print("姓名：" + s.split(",")[0]), s ‐> System.out.println("。性別：" + s.split(",")[1] + "。"), array); } private static void printInfo(Consumer<String> one, Consumer<String> two, String[] array) { for (String info : array) { one.andThen(two).accept(info); // 姓名：迪麗熱巴。性別：女。 } } } |
3.3 Predicate接口
有時候我們需要對某種類型的數據進行判斷，從而得到一個boolean值結果。這時可以使用java.util.function.Predicate<T> 接口。
抽象方法：test
Predicate 接口中包含一個抽象方法： boolean test(T t) 。用于條件判斷的場景：
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import java.util.function.Predicate; public class Demo15PredicateTest { private static void method(Predicate<String> predicate) { boolean veryLong = predicate.test("HelloWorld"); System.out.println("字符串很長嗎：" + veryLong); } public static void main(String[] args) { method(s ‐ > s.length() > 5); } } |
默認方法：and
既然是條件判斷，就會存在與、或、非三種常見的邏輯關系。其中將兩個 Predicate 條件使用“與”邏輯連接起來實現“并且”的效果時，可以使用default方法 and 。其JDK源碼為
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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("字符串符合要求嗎：" + isValid); } public static void main(String[] args) { method(s ‐ > s.contains("H"), s ‐>s.contains("W")); } } |
默認方法：or
與 and 的“與”類似，默認方法 or 實現邏輯關系中的“或”。JDK源碼為：
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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("字符串符合要求嗎：" + isValid); } public static void main(String[] args) { method(s ‐ > s.contains("H"), s ‐>s.contains("W")); } } |
默認方法：negate
“與”、“或”已經了解了，剩下的“非”（取反）也會簡單。默認方法 negate 的JDK源代碼為：從實現中很容易看出，它是執行了test方法之后，對結果boolean值進行“!”取反而已。一定要在 test 方法調用之前調用 negate 方法，正如 and 和 or 方法一樣：
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import java.util.function.Predicate; public class Demo17PredicateNegate { private static void method(Predicate<String> predicate) { boolean veryLong = predicate.negate().test("HelloWorld"); System.out.println("字符串很長嗎：" + veryLong); } public static void main(String[] args) { method(s ‐ > s.length() < 5); } } |
信息篩選
數組當中有多條“姓名+性別”的信息如下，請通過 Predicate 接口的拼裝將符合要求的字符串篩選到集合ArrayList 中，需要同時滿足兩個條件：
1. 必須為女生；
2. 姓名為4個字。
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import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.function.Predicate; public class DemoPredicate { public static void main(String[] args) { String[] array = {"迪麗熱巴,女", "古力娜扎,女", "馬爾扎哈,男", "趙麗穎,女"}; List<String> list = filter(array, s ‐ > "女".equals(s.split(",")[1]), s ‐>s.split(",")[0].length() == 4); System.out.println(list); } private static List<String> filter(String[] array, Predicate<String> one, Predicate<String> two) { List<String> list = new ArrayList<>(); for (String info : array) { if (one.and(two).test(info)) { list.add(info); } } return list; } } |
3.4 Function接口
java.util.function.Function<T,R> 接口用來根據一個類型的數據得到另一個類型的數據，前者稱為前置條件，后者稱為后置條件。
抽象方法：apply
Function 接口中最主要的抽象方法為： R apply(T t) ，根據類型T的參數獲取類型R的結果。使用的場景例如：將 String 類型轉換為 Integer 類型。
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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)); } } |
默認方法：andThen
Function 接口中有一個默認的 andThen 方法，用來進行組合操作。
練習：自定義函數模型拼接
題目
請使用 Function 進行函數模型的拼接，按照順序需要執行的多個函數操作為：
String str = "趙麗穎,20";
1. 將字符串截取數字年齡部分，得到字符串；
2. 將上一步的字符串轉換成為int類型的數字；
3. 將上一步的int數字累加100，得到結果int數字。
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import java.util.function.Function; public class DemoFunction { public static void main(String[] args) { String str = "趙麗穎,20"; int age = getAgeNum(str, s ‐ > s.split(",")[1], s ‐>Integer.parseInt(s), n ‐>n += 100); System.out.println(age); } private static int getAgeNum(String str, Function<String, String> one, Function<String, Integer> two, Function<Integer, Integer> three) { return one.andThen(two).andThen(three).apply(str); } } |
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