前言:
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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Python、scala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;在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