函数式接口
函数式接口
第一章 函数式接口
1.1 概念
- 函数式接口在java中是指:有且仅有一个抽象方法的接口。
- 函数式接口,即适用于函数式编程场景的接口。而java中的函数式编程体现就是Lambda,所以函数式接口就是可以适用于Lambda使用的接口。只有确保接口中有且仅有一个抽象方法,java中的Lambda才能顺利地进行推导。
备注:“语法糖”是指使用更加方便,但是原理不变的代码语法。例如在遍历集合时使用的for-each语法,其实底层的实现原理仍然是迭代器,这便是“语法糖”。从应用层面来讲,Java中的Lambda可以被当做是匿名内部类的“语法糖‘,但二者在原理上是不同的。
1.2 格式
只要确保接口中有且仅有一个抽象方法即可:
修饰符 interface 接口名称 {
public abstract 返回值类型 方法名称(可选参数信息)
//其它非抽象方法内容
}
由于接口当中抽象方法的public abstract是可以省略的,所以定义一个函数式接口很简单:
public interface MyFunctionalInterface{
void myMethod();
}
1.3 @FunctionalInterface注解
@FunctionalInterface注解
作用:可以检测是否是一个函数式接口
是:编译成功
否:编译失败(接口中没有抽象方法/抽象方法的个数多于一个)
第二章 函数式编程
2.1 Lambda的延迟执行
有些场景的代码执行后,结果不一定会被使用,从而造成性能浪费。而Lambda表达式是延迟执行的,这正好可以作为解决方案,提升性能。
性能浪费的日志案例
注:日志可以帮助我们快速的定位问题,记录程序运行过程中的情况,以便项目的监控和优化。
/*
日志案例:
发现以下代码存在一些性能浪费的问题:
调用showLog方法,传递的第二个参数是一个拼接后的字符串
先把字符串拼接好,然后才调用showLog方法
showLog方法中如果传递的日志等级不是1级
那么就不会使用拼接后的字符串
所以感觉字符串就白拼接了,因此存在浪费!
*/
public class Demo1Logger {
//定义一个根据日志的级别,显示日志信息的方法
public static void showLog(int level,String message){
//对日志的等级进行判断,如果是1级别,那么输出日志信息
if(level == 1){
System.out.println(message);
}
}
public static void main(String[] args) {
//定义三个日志信息
String message1 = "Hello";
String message2 = "World";
String message3 = "Java";
//调用showLog方法,传递日志级别和日志信息
showLog(2,message1+message2+message3);
}
}
证明Lambda的延迟
/*
使用Lambda优化日志案例:
Lambda的特点:延迟加载
Lambda的使用前提:必须存在函数式接口
*/
public class Demo2Lambda {
//定义一个显示日志的方法,方法的参数传递日志的等级和MessageBuilder接口
public static void showLog(int level,MessageBuilder mb){
//对日志等级进行判断,如果是1级,则调用MessageBuilder接口中的builderMessage()
if(level == 1){
System.out.println(mb.builderMessage());
}
}
public static void main(String[] args) {
//定义三个日志信息
String message1 = "Hello";
String message2 = "World";
String message3 = "Java";
//调用showLog方法,参数MessageBuilder是一个函数式接口,所以可以传递Lambda表达式
/*showLog(2,() -> {
//返回一个拼接好的字符串
return message1+message2+message3;
});*/
/*
使用Lambda表达式作为参数,仅仅是把参数传递到showLog()中
只有满足条件,日志的等级是1级
才会调用接口MessageBuilder中的方法builderMessage
才会进行字符串的拼接
如果条件不满足,日志的等级不是1级
那么MessageBuilder接口中的方法builderMessage也不会执行
所以拼接字符串的代码也不会执行
因此,不会存在性能的浪费!
*/
showLog(1,() -> {
System.out.println("满足条件执行!");
//返回一个拼接好的字符串
return message1+message2+message3;
});
}
}
@FunctionalInterface
interface MessageBuilder {
//定义一个拼接消息的抽象方法:返回被拼接的消息
public abstract String builderMessage();
}
2.2 使用Lambda作为参数和返回值
/*Lambda作为参数:
例如:java.lang.Runnable接口就是一个函数式接口
假设有一个startThread方法使用该接口作为参数,那么就可以使用Lambda进行传参
这种情况其实和Thread类的构造方法参数为Runnable没有本质区别。
*/
public class Demo1Runnable {
//定义一个startThread(),方法的参数使用函数式接口Runnable
public static void startThread(Runnable run){
//开启多线程
new Thread(run).start();
}
public static void main(String[] args) {
//调用startThread(),方法的参数是一个接口,可以传递这个接口的匿名内部类
startThread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程启动了");
}
});
//调用startThread(),方法的参数是一个接口,使用Lambda
startThread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程启动了");
});
//优化Lambda:
startThread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程启动了"));
}
}
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;
/*
Lambda作方法的返回值:
如果一个方法的返回值类型是一个函数式接口,那么就可以直接返回一个Lambda表达;
当需要通过一个方法来获取一个java.util.Comparator接口类型的对象作为排序器时,就可以调该方法获取
*/
public class Demo2Comparator {
//定义一个方法,方法的返回值类型使用函数式接口Comparator
public static Comparator<String> getComparator(){
//方法的返回值类型是一个接口,可以返回这个接口的匿名内部类
/*return new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
//按照字符串长度降序排序
return o2.length() - o1.length();
}
};*/
//方法的返回值类型是一个接口,可以返回Lambda表达式
/*return (String o1,String o2) -> {
return o2.length() - o1.length();
};*/
//优化Lambda:
return (o1,o2) -> o2.length() - o1.length();
}
public static void main(String[] args) {
//创建一个字符串数组
String[] arr = {"aaa","b","cccccc","dddddddd"};
//输出排序前的数组
System.out.println(Arrays.toString(arr));
//调用Arrays中的sort方法,对字符串数组进行排序
Arrays.sort(arr,getComparator());
//输出排序后的数组
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
第三章 常用函数式接口
3.1 Supplier接口
3.1.1 抽象方法:get
package day11.functionalInterface.demo4Supplier;
import java.util.function.Supplier;
/*
常用的函数式接口:
java.util.function.Supplier<T>接口仅包含一个无参的方法:T get(); 用来获取一个泛型参数指定类型的对象数据
Supplier<T>接口被称之为“生产者型接口“,指定接口的泛型是什么类型,接口中的get()就会生产什么类型的数据。
*/
public class Demo1Supplier {
//定义一个方法,方法的参数传递Supplier<T>接口,泛型执行String,get方法就会返回一个String
public static String getString(Supplier<String> sup){
return sup.get();
}
//调用getString(),方法的参数Supplier是一个函数式接口,所以可以传递Lambda表达式
public static void main(String[] args) {
/*String ss = getString(() -> {
return "李大钊";
});*/
//优化Lambda:
String ss = getString(() -> "李大钊");
System.out.println(ss);
}
}
3.1.2 练习:求数组元素最大值
package day11.functionalInterface.demo4Supplier;
import java.util.function.Supplier;
/*
练习:求数组元素的最大值
使用Supplier接口作为方法参数类型,通过Lambda表达式求出int数组中的最大值
提示:接口的泛型使用java.lang.Integer类
*/
public class Demo2Test {
//定义一个方法,用于获取int类型数组中元素的最大值,方法的参数传递Supplier接口,泛型使用Integer
public static int getMax(Supplier<Integer> sup){
return sup.get();
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个int[],并赋值
int[] arr = {8,28,6,-1,14,100};
//调用getMax(),方法的参数传递Supplier是一个函数式接口,所以可以传递Lambda表达式
int result = getMax(() -> {
//获取数组的最大值,并返回
//定义一个变量,把数组中的第一个元素赋值给该变量,记录数组中元素的最大值
int max = 0;
//遍历数组,获取数组中的其他元素
for (int i : arr) {
//使用其他元素和最大值比较
if(i > max){
//如果i大于max,则替换max作为最大值
max = i;
}
}
//返回最大值
return max;
});
System.out.println("数组中元素的最大值是:" + result);
}
}
3.2 Consumer接口
3.2.1 抽象方法:accept
package day11.functionalInterface.demo5Consumer;
import java.util.function.Consumer;
/*
java.util.function.Consumer<T>接口则正好与Supplier接口相反,
它不是生产一个数据,而是消费一个数据,其数据类型由泛型决定。
Consumer接口中包含抽象方法void accept(T t); 意为消费一个指定泛型的数据。
Consumer接口是一个消费型接口,泛型执行什么类型,就可以使用accept方法消费什么类型的数据
至于具体怎么消费(使用),需要自定义(输出,计算...)
*/
public class demo1Consumer {
/*
定义一个方法:
方法的参数传递一个字符串的姓名
方法的参数传递Consumer接口,泛型使用String
可以使用Consumer接口消费字符串的姓名
*/
public static void method(String name, Consumer<String> con){
con.accept(name);
}
public static void main(String[] args) {
//调用method方法,传递字符串姓名,方法的另一个参数是Consumer是一个函数式接口,可以传递Lambda表达式
method("陈独秀",(String name) -> {
//对传递的字符串进行消费
//消费方式:直接输出字符串
//System.out.println(name);
//消费方式:把字符串进行反转输出
String reName = new StringBuilder(name).reverse().toString();
System.out.println(reName);
});
}
}
3.2.2 默认方法:andThen
package day11.functionalInterface.demo5Consumer;
import java.util.function.Consumer;
/*
Consumer接口的默认方法andThen
作用:需要两个Consumer接口,可以把两个Consumer接口组合到一起,再对数据进行消费
例如:
Consumer<String> con1
Consumer<String> con2
String s = "hello";
con1.accept(s);
con2.accept(s);
连接两个Consumer接口,再进行消费:
con1.andThen(con2).accept(s); 谁写前边谁先消费。
*/
public class Demo2AndThen {
//定义一个方法,方法的参数传递一个字符串和两个Consumer接口,Consumer接口的泛型使用字符串
public static void method(String s, Consumer<String> con1,Consumer<String> con2){
//con1.accept(s);
//con2.accept(s);
//使用andThen方法,把两个Consumer接口连接到一起,再消费数据
con1.andThen(con2).accept(s); //con1连接con2,先执行con1消费数据,再执行con2消费数据
}
public static void main(String[] args) {
//调用method方法
method("Xzw",
(s) -> {
//消费方式:将字符串转换为大写
System.out.println(s.toUpperCase());
},(s) -> {
//消费方方式:将字符串转化为小写
System.out.println(s.toLowerCase());
});
}
}
3.2.3 练习:格式化打印信息
package day11.functionalInterface.demo5Consumer;
import java.util.function.Consumer;
/*
练习:
字符串数组当中存有多条信息,请按照格式“姓名:xx。性别:xx。”的格式将信息打印出来
要求将打印姓名的动作作为第一个Consumer接口的Lambda实例
将打印性别的的动作作为第二个Consumer接口的Lambda实例
将两个Consumer接口按照顺序“拼接”到一起。
*/
public class Demo3Test {
//定义一个方法,参数传递String[]和两个Consumer接口,泛型使用String
public static void printInfo(String[] arr, Consumer<String> con1,Consumer<String> con2){
//遍历字符串数组
for (String message : arr) {
//使用andThen方法,连接两个Consumer接口,消费字符串
con1.andThen(con2).accept(message);
}
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个字符串数组
String[] arr = {"陈独秀,男","李大钊,男","李星华,女"};
//调用printInfo(),传递一个字符串数组和两个Lambda表达式
printInfo(arr,
(message) -> {
String s1 = message.split(",")[0];
System.out.print("姓名:" + s1 + "。");
},
(message) -> {
String s2 = message.split(",")[1];
System.out.println("性别:" + s2 + "。");
});
}
}
3.3 Predicate接口
3.3.1 抽象方法:test
package day11.functionalInterface.demo6Predicate;
import java.util.function.Predicate;
/*
java.util.function.Predicate<T>接口
作用:对某种数据类型的数据进行判断,结果返回一个boolean值
Predicate接口中包含一个抽象方法:
boolean test(T t); 用来对指定数据类型数据进行判断的方法
结果:
符合条件,返回true
不符合条件,返回false
*/
public class demo1Predicate {
/*
定义一个方法:
参数传递一个String类型的字符串
传递一个Predicate接口,泛型使用String
使用Predicate中的test()对字符串进行判断,并把判断的结果返回
*/
public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre){
return pre.test(s);
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个字符串
String s = "abcdef";
//调用checkString方法
boolean b = checkString(s,(String str) -> {
//对参数传递的字符串进行判断,如果长度大于5,把判断的结果返回
return str.length() > 5;
});
System.out.println(b);
}
}
3.3.2 默认方法:and
import java.util.function.Predicate;
/*
逻辑表达式:可以连接多个判断条件
&&:与运算符,有false则false
||:或运算符,有true则true
!:非(取反)运算符,非真则假,非假则真
需求:判断一个字符串,有两个判断条件
1.判断字符串的长度是否大于5
2.判断字符串中是否包含a
两个条件必须同时满足,我们可以使用&&运算符连接两个判断条件
Predicate接口中有一个默认方法and,表示并且关系,也可以用于连接两个判断条件:
源码:
default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
Objects.requireNonNull(other);
return (t) -> test(t) && other.test(t);
}
方法内部的两个判断条件,也是使用&&运算符连接起来的。
*/
public class demo2Predicate_and {
/*
定义一个方法:方法的参数传递一个字符串,
传递两个Predicate接口
一个用于判断字符串的长度是否大于5
一个用于判断字符串中是否包含a
两个条件必须同时满足。
*/
public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre1,Predicate<String> pre2){
//return pre1.test(s) && pre2.test(s);
return pre1.and(pre2).test(s); //等价于return pre1.test(s) && pre2.test(s);
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个字符串
String s = "abcdef";
//调用checkString方法,参数传递字符串和两个Lambda表达式
boolean b = checkString(s,
(str) -> {
//判断字符串的长度是否大于5
return str.length() > 5;
},
(str) -> {
//判断字符串是否包含a
return str.contains("a");
});
System.out.println(b);
}
}
3.3.3 默认方法:or
import java.util.function.Predicate;
/*
需求:判断一个字符串,有两个判断条件
1.判断字符串的长度是否大于5
2.判断字符串中是否包含a
满足一个条件即可,我们就可以使用||运算符连接两个判断条件
Predicate接口中有一个默认方法or,表示或者关系,也可以用于连接两个判断条件:
源码:
default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {
Objects.requireNonNull(other);
return (t) -> test(t) || other.test(t);
}
方法内部的两个判断条件,也是使用||运算符连接起来的。
*/
public class demo3Predicate_or {
/*
定义一个方法:方法的参数传递一个字符串,
传递两个Predicate接口
一个用于判断字符串的长度是否大于5
一个用于判断字符串中是否包含a
满足一个条件即可。
*/
public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre1, Predicate<String> pre2){
//return pre1.test(s) || pre2.test(s);
return pre1.or(pre2).test(s); //等价于return pre1.test(s) || pre2.test(s);
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个字符串
String s = "adef";
//调用checkString方法,参数传递字符串和两个Lambda表达式
boolean b = checkString(s,
(str) -> {
//判断字符串的长度是否大于5
return str.length() > 5;
},
(str) -> {
//判断字符串是否包含a
return str.contains("a");
});
System.out.println(b);
}
}
3.3.4 默认方法:negate
import java.util.function.Predicate;
/*
需求:判断一个字符串长度是否大于5
如果大于5,返回false
如果小于5,返回true
可以使用取反符号!对判断结果进行取反
Predicate接口中有一个默认方法negate,表示取反的意思:
源码:
default Predicate<T> negate() {
return (t) -> !test(t);
}
*/
public class demo4Predicate_negate {
/*
定义一个方法,方法的参数,传递一个字符串
使用Predicate接口判断字符串的长度是否大于5
*/
public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre){
//return !pre.test(s);
return pre.negate().test(s); //等价于return !pre.test(s);
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个字符串
String s = "abc111";
//调用checkString方法,参数传递字符串和Lambda表达式
boolean b = checkString(s,(String str) -> {
//判断字符串长度是否大于5,并返回结果
return str.length() > 5 ;
});
System.out.println(b);
}
}
3.3.5 练习:集合信息筛选
import java.util.ArrayList;
import java.util.function.Predicate;
/*
练习:集合信息筛选
数组中有多条“姓名+性别”的信息如下:
String[] array = {"迪丽热巴,女","古力娜扎,女","上官皇甫,男","陈乔恩,女"};
请通过Predicate接口的拼装将符合要求的字符串筛选到ArrayList集合中,
需要同时满足两个条件:
1.必须为女生
2.姓名为4个字
分析:
1.有两个判断条件,所以需要使用两个Predicate接口,对条件进行判断
2.必须同时满足两个条件,需使用and方法连接两个判断条件
*/
public class demo5Test {
//定义一个方法
public static ArrayList<String> filter(String[] arr, Predicate<String> pre1,Predicate<String> pre2){
//定义一个ArrayList集合,存储过滤之后的信息
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
//遍历字符串数组
for (String s : arr) {
//使用Predicate接口中的test(),对获取到的字符串进行判断
boolean b = pre1.and(pre2).test(s);
//对得到的布尔值进行判断
if(b){
//条件成立,两个条件都满足,把信息存储到ArrayList集合中
list.add(s);
}
}
//把集合返回
return list;
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个字符串数组
String[] arr = {"迪丽热巴,女","古力娜扎,女","慕容云海,男","郑爽,女"};
//调用filter方法,传递字符串数组和两个Lambda
ArrayList<String> list = filter(arr,
(String s) -> {
//获取字符串中的性别,判断是否为女
return s.split(",")[1].equals("女");
},
(String s) -> {
//获取字符串中的姓名,判断长度是否为4个字符
return s.split(",")[0].length() == 4;
});
//遍历集合
for(String s : list){
System.out.println(s);
}
}
}
3.4 Function接口
3.4.1 抽象方法:apply
import java.util.function.Function;
/*
java.util.function.Function<T,R>接口,用来根据一个类型的数据得到另一个类型的数据,
前者称为前置条件,后者称为后置条件。
Function接口中最主要的抽象方法为:R apply(T t); 根据类型T的参数获取类型R的结果。
使用的场景例如:将String类型转换为Integer类型
*/
public class demo1Function {
/*
定义一个方法:
方法的参数传递一个字符串类型的整数,
方法的参数传递一个Function接口,泛型使用<String,Integer>,
使用Function接口中的方法apply,把字符串类型的数据转换为Integer类型的整数
*/
public static void change(String s, Function<String,Integer> fun){
Integer in = fun.apply(s);
System.out.println(in);
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个字符串类型的整数
String s = "828146";
//调用change方法,传递字符串类型的整数,和Lambda表达式
/*change(s,(String str) -> {
//把字符串类型的整数转换为Integer类型的整数并返回
return Integer.parseInt(str);
});*/
//优化Lambda:
change(s,str -> Integer.parseInt(str));
/*int i = Integer.parseInt("鲁迅"); //NumberFormatException! 数字格式异常!
System.out.println(i);*/
}
}
3.4.2 默认方法:andThen
import java.util.function.Function;
/*
Function接口中的默认方法andThen:用来进行组合操作
需求:
把String类型的"123",转换为Integer类型,把转换后的结果加10
把增加之后的Integer类型的数据,转换为String类型
分析:转换了两次
第一次是把String类型转换为了Integer类型
可以使用Function<String,Integer> fun1
Integer i = fun1.apply("123");
第二次是把Integer类型转换为了String类型
可以使用Function<Integer,String> fun2
String s = fun2.apply(i);
通过andThen(): 把两次转换组合在一起使用
String s = fun1.andThen(fun2).apply("123");
fun1先调用apply方法,把字符串转换为Integer
fun2再调用apply(),把Integer转换为字符串。
*/
public class Demo2Function {
/*
定义一个方法:String s = "123";
方法的参数传递一个String类型的整数,
方法的参数传递一个Function接口,泛型为<String,Integer>
方法的参数传递一个Function接口,泛型为<Integer,String>
*/
public static void changeAdd(String s, Function<String,Integer> fun1,Function<Integer,String> fun2){
String apply = fun1.andThen(fun2).apply(s);
System.out.println(apply);
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个字符串类型的整数
String s = "123";
//调用changeAdd(): 传递一个字符串和两个Lambda表达式
/*changeAdd(s,
(String str) -> {
//把String类型整数转换为Integer类型数据,加10并返回
return Integer.parseInt(str) + 10;
},
(Integer in) -> {
//把Integer类型数据转换为字符串类型整数
return in + "";
});*/
//优化Lambda:
changeAdd(s,str -> Integer.parseInt(str) + 10,in -> in + "");
}
}
3.4.3 练习:自定义函数模型拼接
import java.util.function.Function;
/*
练习:自定义函数模型拼接
题目:请使用Function进行函数模型拼接,按照顺序需要执行的多个函数操作为:
String str = "陈独秀,28";
分析:
1.将字符串截取数字年龄部分,得到字符串
Function<String,String> "陈独秀,28" -> "28"
2.将上一步的字符串转换为int类型的数字
Function<String,Integer> "28" -> 28
3.将上一步的int数字累加100,得到结果int数字
Function<Integer,Integer> 28 -> 128
*/
public class Demo3Test {
/*
定义一个方法:
方法的参数传递一个字符串,
传递三个Function接口,其泛型分别为:
<String,String>
<String,Integer>
<Integer,Integer>
*/
public static void show(String s, Function<String,String> fun1,Function<String,Integer> fun2,Function<Integer,Integer> fun3){
Integer in = fun1.andThen(fun2).andThen(fun3).apply(s);
System.out.println(in);
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个String类型的整数
String str = "陈独秀,28";
//调用show():传递字符串整数和三个Lambda表达式
/*show(str,
(String s) -> {
//"陈独秀,28" -> "28"
return s.split(",")[1];
},
(String s) -> {
//"28" -> 28
return Integer.parseInt(s);
},
(Integer i) -> {
//28 -> 128
return i + 100;
});*/
//优化Lambda:
show(str,s -> s.split(",")[1],s -> Integer.parseInt(s),i -> i + 100);
}
}