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);
    }
}
posted @ 2021-06-29 01:28  Sleepinglion  阅读(498)  评论(0)    收藏  举报