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什么是函数式接口?

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前言:

如今咱们对“java中函数式接口”大约比较关注,朋友们都需要了解一些“java中函数式接口”的相关文章。那么小编也在网摘上搜集了一些关于“java中函数式接口””的相关知识,希望同学们能喜欢,朋友们快快来了解一下吧!

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作者| 慕课网精英讲师 ColorfulC

本篇文章我们将学习函数式接口相关的知识,包括什么是函数式接口,为什么需要函数式接口,如何自定义一个函数式接口,如何创建函数式接口的对象,以及一些 Java 内置的函数式接口的详细介绍等。

1. 什么是函数式接口

函数是接口(Functional Interface)的定义非常容易理解:只有一个抽象方法的接口,就是函数式接口。可以通过Lambda表达式来创建函数式接口的对象。

我们来看一个在之前我们就经常使用的Runnable接口,Runnable接口就是一个函数式接口,下面的截图为 Java 源码:

我们看到Runnable接口中只包含一个抽象的run()方法,并且在接口上标注了一个@FuncationInterface注解,此注解就是 Java 8 新增的注解,用来标识一个函数式接口。

2. 为什么需要函数式接口

学习了这么久的 Java,我们对 Java 是纯种的面向对象的编程语言这一概念,可能有了一定的感触,在 Java 中,一切皆是对象。但是随着Pythonscala等语言的兴起,函数式编程的概念得到开发者们的推崇,Java 不得不做出调整以支持更广泛的技术要求。

在面向函数编程的语言中,Lambda表达式的类型就是函数,但是在 Java 中,Lambda表达式的类型是对象而不是函数,他们必须依赖于一种特别的对象类型——函数式接口。所以说,Java 中的Lambda表达式就是一个函数式接口的对象。我们之前使用匿名实现类表示的对象,都可以使用Lambda表达式来表示。

3. 自定义函数式接口

想要自定义一个函数式接口也非常简单,在接口上做两件事即可:

定义一个抽象方法:注意,接口中只能有一个抽象方法;在接口上标记@FunctionalInterface注解:当然也可以不标记,但是如果错写了多个方法,编辑器就不能自动检测你定义的函数式接口是否有问题了,所以建议还是写上吧。

/** * 自定义函数式接口 * @author colorful@TaleLin */@FunctionalInterfacepublic interface FunctionalInterfaceDemo {    void run();}代码块1234567891011

由于标记了@FunctionalInterface注解,下面接口下包含两个抽象方法的这种错误写法,编译器就会给出提示:

4.创建函数式接口对象

在上面,我们自定义了一个函数式接口,那么如何创建它的对象实例呢?

我们可以使用匿名内部类来创建该接口的对象,实例代码如下:

/** * 测试创建函数式接口对象 * @author colorful@TaleLin */public class Test {    public static void main(String[] args) {        // 使用匿名内部类方式创建函数式接口        FunctionalInterfaceDemo functionalInterfaceDemo = new FunctionalInterfaceDemo() {            @Override            public void run() {                System.out.println("匿名内部类方式创建函数式接口");            }        };        functionalInterfaceDemo.run();    }}代码块123456789101112131415161718

运行结果:

匿名内部类方式创建函数式接口代码块1

现在,我们学习了Lambda表达式,也可以使用Lambda表达式来创建,这种方法相较匿名内部类更加简洁,也更推荐这种做法。实例代码如下:

/** * 测试创建函数式接口对象 * @author colorful@TaleLin */public class Test {    public static void main(String[] args) {        // 使用 Lambda 表达式方式创建函数式接口        FunctionalInterfaceDemo functionalInterfaceDemo = () -> System.out.println("Lambda 表达式方式创建函数式接口");        functionalInterfaceDemo.run();    }}代码块12345678910111213

运行结果:

Lambda 表达式方式创建函数式接口代码块1

当然,还有一种更笨的方法,写一个接口的实现类,通过实例化实现类来创建对象。由于比较简单,而且不符合我们学习函数式接口的初衷,这里就不再做实例演示了。

5. 内置的函数式接口介绍

通过上面一系列介绍和演示,相信对于函数式接口的概念和使用,你已经烂熟于心了。但是只知道这些还不够用,下面的内容才是本小节的重点,Java 中内置了丰富的函数式接口,位于java.util.function包下,学习这些函数式接口有助于我们理解 Java 函数式接口的真正用途和意义。

Java 内置了 4 个核心函数式接口:

Comsumer<T>消费型接口: 表示接受单个输入参数但不返回结果的操作,包含方法:void accept(T t),可以理解为消费者,只消费(接收单个参数)、不返回(返回为 void);Supplier<T>供给型接口:表示结果的供给者,包含方法T get(),可以理解为供给者,只提供(返回T类型对象)、不消费(不接受参数);Function<T, R>函数型接口:表示接受一个T类型参数并返回R类型结果的对象,包含方法R apply(T t)Predicate<T>断言型接口:确定T类型的对象是否满足约束,并返回boolean值,包含方法boolean test(T t)

我们在 Java 的 api 文档中可以看到有一些方法的形参,会出现上面几类接口,我们在实例化这些接口的时候,就可以使用Lambda表达式的方式来实例化。

我们下面看几个实例,消费型接口使用实例:

实例演示

import java.util.function.Consumer;/** * Java 内置4大核心h函数式接口 —— 消费型接口 * Consumer<T> void accept(T t) * @author colorful@TaleLin */public class FunctionalInterfaceDemo1 {    public static void main(String[] args) {        Consumer<String> consumer = s -> System.out.println(s);        consumer.accept("只消费,不返回");    }}123456789101112131415

运行结果:

只消费,不返回代码块1

供给型接口使用实例:

实例演示

import java.util.function.Consumer;import java.util.function.Supplier;/** * Java 内置4大核心h函数式接口 —— 供给型接口 * Supplier<T> T get() * @author colorful@TaleLin */public class FunctionalInterfaceDemo2 {    public static void main(String[] args) {        Supplier<String> supplier = () -> "只返回,不消费";        String s = supplier.get();        System.out.println(s);    }}1234567891011121314151617

运行结果:

只返回,不消费代码块1

下面我们使用断言型接口,来实现一个根据给定的规则,来过滤字符串列表的方法,实例如下:

实例演示

import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.function.Predicate;/** * Java 内置4大核心函数式接口 —— 断言型接口 * Predicate<T> boolean test(T t) * @author colorful@TaleLin */public class FunctionalInterfaceDemo3 {    /**     * 根据 Predicate 断言的结果,过滤 list 中的字符串     * @param list 待过滤字符串     * @param predicate 提供规则的接口实例     * @return 过滤后的列表     */    public static List<String> filterStringList(List<String> list, Predicate<String> predicate) {        // 过滤后的字符串列表        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();        for (String string: list) {            if (predicate.test(string)) {                // 如果 test 是 true,则将元素加入到过滤后的列表中                arrayList.add(string);            }        }        return arrayList;    }    public static void main(String[] args) {        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();        arrayList.add("Java");        arrayList.add("PHP");        arrayList.add("Python");        arrayList.add("JavaScript");        System.out.println("过滤前:");        System.out.println(arrayList);        List<String> filterResult = filterStringList(arrayList, new Predicate<String>() {            @Override            public boolean test(String s) {                // 返回字符串中是否包含 P                return s.contains("P");            }        });        System.out.println("过滤后:");        System.out.println(filterResult);    }}1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950

运行结果:

过滤前:[Java, PHP, Python, JavaScript]过滤后:[PHP, Python]代码块1234

当然,我们学习了Lambda表达式,在main()方法中就可以不再使用匿名内部类了,改写main()方法中调用filterStringList()方法的代码:

List<String> filterResult = filterStringList(arrayList, s -> s.contains("P"));代码块1

上面的实例代码可能有些难以理解,跟着我的节奏来解读一下:

先定义一个方法List<String> filterStringList(List<String> list, Predicate<String> predicate),此方法用于根据指定的规则过滤字符串列表,接收的第一个参数为待过滤列表,第二个参数是一个函数式接口类型的规则,注意,这个参数就是规则的制定者;再看filterStringList()方法的方法体,方法体内部对待过滤列表进行了遍历,会调用Predicate<T>接口下的boolean test(T t)方法,判断每一个字符串是否符合规则,符合规则就追加到新的列表中,最终返回一个新的过滤后的列表;main()方法中,我们调用了上面定义的filterStringList()方法,第一个参数就是待过滤列表,这里的第二个参数,是我们创建的一个断言型接口的对象,其重写的test(String s)方法就是过滤规则关键所在,方法体就是判断s字符串是否包含P字符,并一个 boolean 类型的结果;理解了第二个参数通过匿名内部类创建对象的方式,再改写成通过Lambda表达式的方式创建对象,就不难理解了。

上面我们介绍了核心的内置函数式接口,理解了这些接口的使用,其他接口就不难理解了。可翻阅官方文档来查看更多。

6. 小结

通过本篇文章学习,我们知道了函数式接口就是只有一个抽象方法的接口,要使用Lambda表达式,就必须依赖函数式接口;自定义函数接口建议使用@FunctionalInterface注解来进行标注,当然如果通过 Java 内置的函数式接口就可以满足我们的需求,就不需要我们自己自定义函数式接口了。文章最后,我们通过一个较为复杂的函数式接口实例,实现了一个过滤字符串列表的方法,如果还是不能完全理解,建议同学下面多加练习。

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标签: #java中函数式接口 #c函数接口如何定义