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Java8中你可能不知道的一些地方之函数式接口实战

Java8中你可能不知道的一些地方之函数式接口实战

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

2.1 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();
        };
  }
}

2.2 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);
});

2.3 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"));

2.4 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

Java8中你可能不知道的一些地方之函数式接口实战

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。

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