1. 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。
可以适用于Lambda使用的接口
1.2 格式
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);
//其他抽象方法内容
}
public abstract可以省略。
例子：
public interface MyFunctionalInterface {
public abstract void method();
}
1.3 @FunctionalInterface注解
与@Override注解作用类似，Java8中专门为函数式接口引入了一个新的注解：@FunctionalInterface，该注解可用于一个接口的定义上。
作用：检查方法是否为重写的方法
是：编译成功
否：编译失败
作用：可以检测接口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或者抽象方法的个数多余1个）
例子：
函数式接口：MyFunctionalInterface.java
/**
* @FunctionalInterface注解
* 作用：可以检测接口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或者抽象方法的个数多余1个）
* @author kevin
*
*/
@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
public abstract void method();
}
接口实现类：MyFunctionalInterfaceImpl.java
public class MyFunctionalInterfaceImpl implements MyFunctionalInterface {
@Override
public void method() {
System.out.println("MyFunctionalInterfaceImpl--method()--");
}
}
测试类：TestMyFunctionalInterface.java
/**
* 函数式接口的使用：一般可作为方法的参数和返回值类型
* @author kevin
*
*/
public class TestMyFunctionalInterface {
//定义一个方法，参数使用函数式接口MyFunctionalInterface
public static void show(MyFunctionalInterface myInterface) {
myInterface.method();
}
public static void main(String[] args) {
//调用show方法，方法的参数是一个接口，所以可以传递接口的实现类对象
show(new MyFunctionalInterfaceImpl());
//调用show方法，方法的参数是一个接口，所以可以传递接口的匿名内部类
show(new MyFunctionalInterface() {
@Override
public void method() {
System.out.println("使用匿名内部类重写接口中的抽象方法");
}
});
//调用show方法，方法参数是一个函数式接口，所以我们可以用Lambda表达式()-{}
show(() -> {
System.out.println("使用Lambda表达式重写接口中的抽象方法");
});
//简化Lambda表达式
show(() -> System.out.println("使用Lambda表达式重写接口中的抽象方法"));
}
}
2. 函数式编程
2.1 Lambda的延迟执行
Lambda表达式是延迟执行的，可以避免代码被执行后，结果却不一定被使用所造成的性能浪费。
/**
* 日志案例
*
* 以下代码存在的性能浪费的问题
* 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，然后再调用showLog方法
* showLog方法中如果传递的日志等级不是1级
* 那么就不会输出拼接后的字符串
* 所以感觉字符串白拼接了，存在了浪费
* @author kevin
*
*/
public class TestLogger {
//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 msg) {
//对日志等级进行判断，如果是1级别，那么输出日志信息
if(level == 1) {
System.out.println(msg);
}
}
public static void main(String[] args) {
//定义三个日志信息
String msg1 = "Hello";
String msg2 = "World";
String msg3 = "Java";
showLog(2, msg1+msg2+msg3);
}
}
Lambda的使用前提，必须存在函数式接口，所以先定义一个函数式接口.
MessageBuilder.java
/**
* 函数式接口，有且只有一个抽象方法的接口，称之为函数式接口
* 当然接口中可以包含其他的方法（默认，静态，私有等）
* @author kevin
*
*/
@FunctionalInterface
public interface MessageBuilder {
//定义一个抽象方法，返回被拼接的信息
public abstract String builderMessage();
}
测试类：TestLambdaLogger.java
/**
* 使用Lambda优化日志案例
* Lambda特点：延迟加载
* Lambda的使用前提，必须存在函数式接口
* @author kevin
*
*/
public class TestLambdaLogger {
//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) {
//对日志的等级进行判断，如果是1级，则调用MessageBuilder接口中的builderMessage方法
if(level == 1) {
System.out.println(mb.builderMessage());
}
}
public static void main(String[] args) {
String msg1 = "Hello";
String msg2 = "World";
String msg3 = "Java";
/*showLog(1, () -> {
return msg1+msg2+msg3;
});*/
/**
* 使用Lambda表达式作为参数传递，仅仅是把参数传递到showLog方法中
* 只有满足条件，日志等级是1级
* 才会调用接口MessageBuilder中的方法builderMessage
* 才会进行字符串的拼接
*如果添加不满足，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
*所以不存在性能的浪费
*/
showLog(2, () -> {
System.out.println("不满足条件不执行");
return msg1+msg2+msg3;
});
}
}
2.2 使用Lambda作为参数和返回值
如果方法的参数是一个函数式接口类型，那么就可以使用Lambda表达式进行替代。使用Lambda表达式作为方法参数，其实就是使用函数式接口作为方法参数。
TestRunnable1.java
/**
* 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
* @author kevin
*
*/
public class TestRunnable1 {
//定义一个startThread方法，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，方法的参数是一个接口，那么我们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，方法的参数是一个函数式接口，所以可以传递Lambda表达式
startThread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"线程启动了");
});
//优化Lambda表达式
startThread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"线程启动了"));
}
}
如果一个方法的返回值是一个函数式接口，那么就可以直接返回一个Lambda表达式。
TestComparator1.java
/**
* 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表达式
* 需要通过一个方法获取一个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
* @author kevin
*
*/
public class TestComparator1 {
public static Comparator<String> getComparator(){
/*return new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
// 按照字符串的降序排序
return o2.length() - o1.length();
}
};*/
//方法的返回值类型是一个函数式接口，所以我们可以返回一个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) {
String[] arr = {"aaa","b","cccccc","ddddddd"};
System.out.println(Arrays.toString(arr));
Arrays.sort(arr, getComparator());
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
3. 常用的函数式接口
JDK提供了大量常用的函数式接口以丰富Lambda的典型使用场景，主要在java.util.function包中。
3.1 Supplier接口
java.util.function.Supplier 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>接口被称之为生产型接口，指定接口的泛型是什么类型，那么接口中的get方法就会产生什么类型的数据。
public class TestSupplier1 {
public static String getString(Supplier<String> sup) {
return sup.get();
}
public static void main(String[] args) {
String s = getString(() -> {
return "你还，世界！";
});
System.out.println(s);
//优化Lambda表达式
String s1 = getString(() -> "Hello World!");
System.out.println(s1);
}
}
3.1.1 例子：求数组元素最大值
/**
* 求数组元素最大值
* 使用Supplier接口作为方法的参数类型，通过Lambda表达式求出int数组中最大值
* @author kevin
*
*/
public class TestSupplier2 {
//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) {
int[] arr = {100,0,-32,87,98,22,-25,188};
int maxValue = getMax(() -> {
int max = arr[0];
for (int i : arr) {
if(i > max) {
max = i;
}
}
return max;
});
System.out.println("数组中元素的最大值是："+maxValue);
}
}
3.2 Consumer接口
java.util.function.Consumer接口正好与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。
3.2.1 抽象方法：accept
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。
/**
* java.util.function.Consumer<T>接口正好与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...）
* @author kevin
*
*/
public class TestConsumer1 {
/**
* 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
* @param name
* @param con
*/
public static void method(String name, Consumer<String> con) {
con.accept(name);
}
public static void main(String[] args) {
method("Kevin", (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 StringBuffer(name).reverse().toString();
System.out.println(reName);
});
}
}
3.2.2 默认方法：andThen
default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after) {
Objects.requireNonNull(after);
return (T t) -> { accept(t); after.accept(t); };
}
备注：java.util.objects的requireNonNull静态方法将会在参数为null时主动抛出NullPointerException异常，这省去了重复编写if语句和抛出空指针异常的麻烦。
public class TestConsumer2 {
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，在消费数据
con1.andThen(con2).accept(s);//con1连接con2,先执行con1消费数据,在执行con2消费数据
}
public static void main(String[] args) {
method("Hello", (t) -> {
//消费方式：把字符串转换成大写输出
System.out.println(t.toUpperCase());
}, (t) -> {
//消费方式：把字符串转换成小写输出
System.out.println(t.toLowerCase());
});
}
}
3.2.3 例子：格式化打印
/**
* 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。
* @author kevin
*
*/
public class TestConsumer3 {
public static void printInfo(String[] arr, Consumer<String> con1, Consumer<String> con2) {
//遍历字符串数组
for (String str : arr) {
con1.andThen(con2).accept(str);
}
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个字符串类型的数组
String[] arr = {"迪丽热巴，女","古力娜扎，女","马尔扎哈，男"};
printInfo(arr, (str) -> {
String name = str.split("，")[0];
System.out.println("姓名："+name);
}, (str) -> {
String sex = str.split("，")[1];
System.out.println("性别："+sex);
});
}
}
输出结果：
姓名：迪丽热巴
性别：女
姓名：古力娜扎
性别：女
姓名：马尔扎哈
性别：男
3.3 Predicate接口
当需要对某种类型的数据进行判断，从而得到一个boolean值结果。这时可以使用java.util.function.Predicate<T>接口。
3.3.1 抽象方法：test
Predicate接口中包含一个抽象方法：boolean test(T t)。用于条件判断场景
/**
* 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
* @author kevin
*
*/
public class TestPredicate {
public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre) {
return pre.test(s);
}
public static void main(String[] args) {
String s = "abcdef";
/*boolean b = checkString(s, (String str) -> {
return str.length() > 5;
});*/
//优化Lambda表达式
boolean b = checkString(s, str -> str.length() > 5);
System.out.println(b);//true
}
}
3.3.2 默认方法：and
既然是条件判断，就会存在与、或、非三种常见的逻辑关系，其中将两个Predicate条件使用“与”逻辑连接起来实现“并且”的效果时，可以使用default方法and,其JDK源码为：
default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
Objects.requireNonNull(other);
return (t) -> test(t) && other.test(t);
}
/**
* 逻辑表达式，可以连接多个判断的条件
* &&: 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
* 1.判断字符串长度是否大于5
* 2.判断字符串中是否包含b
* 两个条件必须同时满足，我们可以使用&&运算符连接两个条件
* @author kevin
*
*/
public class TestPredicate2 {
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);
}
public static void main(String[] args) {
String s = "bcdeff";
boolean b = checkString(s, (String str) -> {
return str.length() > 5;
}, (String str) -> {
return str.contains("b");
});
System.out.println(b);//true
}
}
3.3.3 默认方法：or
与and的“与”类似，默认方法or实现逻辑关系中的“或”。JDK源码为：
default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {
Objects.requireNonNull(other);
return (t) -> test(t) || other.test(t);
}
public class TestPredicate3 {
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);
}
public static void main(String[] args) {
String s = "bcdeff";
boolean b = checkString(s, (String str) -> {
return str.length() > 5;
}, (String str) -> {
return str.contains("a");
});
System.out.println(b);//true
}
}
3.3.4 默认方法：negate
"非"即取反，默认方法negate的JDK源码为：
default Predicate<T> negate() {
return (t) -> !test(t);
}
public class TestPredicate4 {
public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre) {
//return !pre.test(s);
return pre.negate().test(s);
}
public static void main(String[] args) {
String s = "abc";
boolean b = checkString(s, (String str) -> {
return str.length()>5;
});
System.out.println(b);//true
}
}
3.3.5 例子：集合信息筛选
/**
* 集合信息筛选
* 数组当中有多条“姓名+性别”的信息如下：
* String[] arr = {"迪丽热巴，女","古力娜扎，女","马尔扎哈，男","赵丽颖，女"};
* 请通过Predicate接口的拼装将符合要求的字符串筛选到集合ArrayList中，
* 需同时满足两个条件：
* 1.必须为女生
* 2.姓名为4个字
* @author kevin
*
*/
public class TestPredicate5 {
public static ArrayList<String> filter(String[] arr, Predicate<String> pre1, Predicate<String> pre2){
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
for (String s : arr) {
boolean b = pre1.and(pre2).test(s);
if(b) {
list.add(s);
}
}
return list;
}
public static void main(String[] args) {
String[] array = {"迪丽热巴，女","古力娜扎，女","马尔扎哈，男","赵丽颖，女"};
ArrayList<String> list = filter(array, (String s) -> {
return s.split("，")[1].equals("女");
}, (String s) -> {
return s.split("，")[0].length()==4;
});
for(String s : list) {
System.out.println(s);
}
}
}
3.4 Function接口
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。
3.3.1 抽象方法：apply
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。
/**
* 将String类型转换为Integer类型
* @author kevin
*
*/
public class TestFunction {
/**
* 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,把字符串类型的整数，转换为Integer类型的整数
* @param s
* @param fun
*/
public static void change(String s, Function<String, Integer> fun) {
Integer in = fun.apply(s);
System.out.println(s);
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个字符串类型的整数
String s = "1234";
//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类型的整数返回
return Integer.parseInt(str);
});
//优化Lambda
change(s, str -> Integer.parseInt(str));
}
}
3.3.2 默认方法：andThen
Function接口中有一个默认的andThen方法，用来进行组合操作，其JDK源码为：
default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {
Objects.requireNonNull(after);
return (T t) -> after.apply(apply(t));
}
该方法用于“先做什么，再做什么”场景
/**
* 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Integer类型
* 所以我们可以使用Function<String,Integer> fun1
* Integer = fun1.apply("123")+10;
* 第二次是把Integer类型转换为String类型
* 所以我们可以使用Function<Integer,String> fun2
* String s = fun2.apply(i);
* 我们可以使用andThen方法，把两次转换组合在一起使用
* String s = fun1.andThen(fun2).apply(i)
* @author kevin
*
*/
public class TestFunction2 {
/**
* 定义一个方法
* 参数传一个字符串类型的整数
* 参数传递两个Function接口
* 一个泛型使用Function<String,Integer>
* 一个泛型使用Function<Integer,String>
* @param s
* @param fun1
* @param fun2
*/
public static void change(String s, Function<String, Integer> fun1, Function<Integer, String> fun2) {
String ss = fun1.andThen(fun2).apply(s);
System.out.println(ss);
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个字符串类型的整数
String s = "123";
//使用change方法，传递字符串和两个Lambda表达式
change(s, (String str) -> {
//将字符串转换为整数+10
return Integer.parseInt(str)+10;
}, (Integer i) -> {
//把整数转换为字符串
return i+"";
});
//优化Lambda表达式
change(s, str -> Integer.parseInt(str)+10, i -> i+"");
}
}
3.3.3 自定义函数模型拼接
/**
* 自定义函数模型拼接
*
* 使用Function进行函数模型的拼接，按照顺序需要执行的多个函数操作为：
* String str = "赵丽颖，20";
*
* 分析：
* 1.将字符串截取数字年龄部分，得到字符串
* Function<String,String> "赵丽颖，20" -> "20"
* 2.将上一步的字符串转换成为int类型的数字
* Function<String,Integer> "20" -> 20
* 3.将上一步的int数字累加到100，得到结果int数字
* Function<Integer,Integer> 20 -> 120
* @author kevin
*
*/
public class TestFunction3 {
/*
* 定义一个方法
* 参数传递包含姓名和年龄的字符串
* 参数再传递3个Function接口用于类型转换
*/
public static int change(String s, Function<String, String> fun1, Function<String, Integer> fun2, Function<Integer, Integer> fun3) {
//使用andThen方法把三个转换组合到一起
return fun1.andThen(fun2).andThen(fun3).apply(s);
}
public static void main(String[] args) {
//定义一个字符串
String str = "赵丽颖,20";
//调用change方法，参数传递字符串和3个Lambda表达式
int num = change(str, (String s) -> {
return s.split(",")[1];
}, (String s) -> {
return Integer.parseInt(s);
}, (Integer i) -> {
return i+100;
});
System.out.println(num);
}
}
