java中functional interface的分類和使用


簡介

java 8引入了lambda表達式,lambda表達式實際上表示的就是一個匿名的function。

在java 8之前,如果需要使用到匿名function需要new一個類的實現,但是有了lambda表達式之后,一切都變的非常簡介。

我們看一個之前講線程池的時候的一個例子:

//ExecutorService using class
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
        executorService.submit(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
            log.info("new runnable");
            }
        });

executorService.submit需要接收一個Runnable類,上面的例子中我們new了一個Runnable類,並實現了它的run()方法。

上面的例子如果用lambda表達式來重寫,則如下所示:

//ExecutorService using lambda
        executorService.submit(()->log.info("new runnable"));

看起是不是很簡單,使用lambda表達式就可以省略匿名類的構造,並且可讀性更強。

那么是不是所有的匿名類都可以用lambda表達式來重構呢?也不是。

我們看下Runnable類有什么特點:

@FunctionalInterface
public interface Runnable 

Runnable類上面有一個@FunctionalInterface注解。這個注解就是我們今天要講到的Functional Interface。

Functional Interface

Functional Interface是指帶有 @FunctionalInterface 注解的interface。它的特點是其中只有一個子類必須要實現的abstract方法。如果abstract方法前面帶有default關鍵字,則不做計算。

其實這個也很好理解,因為Functional Interface改寫成為lambda表達式之后,並沒有指定實現的哪個方法,如果有多個方法需要實現的話,就會有問題。

@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface FunctionalInterface {}

Functional Interface一般都在java.util.function包中。

根據要實現的方法參數和返回值的不同,Functional Interface可以分為很多種,下面我們分別來介紹。

Function:一個參數一個返回值

Function接口定義了一個方法,接收一個參數,返回一個參數。

@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {

    /**
     * Applies this function to the given argument.
     *
     * @param t the function argument
     * @return the function result
     */
    R apply(T t);

一般我們在對集合類進行處理的時候,會用到Function。

Map<String, Integer> nameMap = new HashMap<>();
        Integer value = nameMap.computeIfAbsent("name", s -> s.length());

上面的例子中我們調用了map的computeIfAbsent方法,傳入一個Function。

上面的例子還可以改寫成更短的:

Integer value1 = nameMap.computeIfAbsent("name", String::length);

Function沒有指明參數和返回值的類型,如果需要傳入特定的參數,則可以使用IntFunction, LongFunction, DoubleFunction:

@FunctionalInterface
public interface IntFunction<R> {

    /**
     * Applies this function to the given argument.
     *
     * @param value the function argument
     * @return the function result
     */
    R apply(int value);
}

如果需要返回特定的參數,則可以使用ToIntFunction, ToLongFunction, ToDoubleFunction:

@FunctionalInterface
public interface ToDoubleFunction<T> {

    /**
     * Applies this function to the given argument.
     *
     * @param value the function argument
     * @return the function result
     */
    double applyAsDouble(T value);
}

如果要同時指定參數和返回值,則可以使用DoubleToIntFunction, DoubleToLongFunction, IntToDoubleFunction, IntToLongFunction, LongToIntFunction, LongToDoubleFunction:

@FunctionalInterface
public interface LongToIntFunction {

    /**
     * Applies this function to the given argument.
     *
     * @param value the function argument
     * @return the function result
     */
    int applyAsInt(long value);
}

BiFunction:接收兩個參數,一個返回值

如果需要接受兩個參數,一個返回值的話,可以使用BiFunction:BiFunction, ToDoubleBiFunction, ToIntBiFunction, ToLongBiFunction等。

@FunctionalInterface
public interface BiFunction<T, U, R> {

    /**
     * Applies this function to the given arguments.
     *
     * @param t the first function argument
     * @param u the second function argument
     * @return the function result
     */
    R apply(T t, U u);

我們看一個BiFunction的例子:

//BiFunction
        Map<String, Integer> salaries = new HashMap<>();
        salaries.put("alice", 100);
        salaries.put("jack", 200);
        salaries.put("mark", 300);

        salaries.replaceAll((name, oldValue) ->
                name.equals("alice") ? oldValue : oldValue + 200);

Supplier:無參的Function

如果什么參數都不需要,則可以使用Supplier:

@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {

    /**
     * Gets a result.
     *
     * @return a result
     */
    T get();
}

Consumer:接收一個參數,不返回值

Consumer接收一個參數,但是不返回任何值,我們看下Consumer的定義:

@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {

    /**
     * Performs this operation on the given argument.
     *
     * @param t the input argument
     */
    void accept(T t);

看一個Consumer的具體應用:

//Consumer
        nameMap.forEach((name, age) -> System.out.println(name + " is " + age + " years old"));

Predicate:接收一個參數,返回boolean

Predicate接收一個參數,返回boolean值:

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {

    /**
     * Evaluates this predicate on the given argument.
     *
     * @param t the input argument
     * @return {@code true} if the input argument matches the predicate,
     * otherwise {@code false}
     */
    boolean test(T t);

如果用在集合類的過濾上面那是極好的:

//Predicate
        List<String> names = Arrays.asList("A", "B", "C", "D", "E");
        List<String> namesWithA = names.stream()
                .filter(name -> name.startsWith("A"))
                .collect(Collectors.toList());

Operator:接收和返回同樣的類型

Operator接收和返回同樣的類型,有很多種Operator:UnaryOperator BinaryOperator ,DoubleUnaryOperator, IntUnaryOperator, LongUnaryOperator, DoubleBinaryOperator, IntBinaryOperator, LongBinaryOperator等。

@FunctionalInterface
public interface IntUnaryOperator {

    /**
     * Applies this operator to the given operand.
     *
     * @param operand the operand
     * @return the operator result
     */
    int applyAsInt(int operand);

我們看一個BinaryOperator的例子:

 //Operator
        List<Integer> values = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        int sum = values.stream()
                .reduce(0, (i1, i2) -> i1 + i2);

總結

Functional Interface是一個非常有用的新特性,希望大家能夠掌握。

本文的例子:https://github.com/ddean2009/learn-java-streams/tree/master/functional-interface

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