Eric's Blogs

Better Code, Better Life

0%

Java8函数式编程

发表于 分类于
本文字数： 3.7k 阅读时长 ≈ 3 分钟

函数式编程的由来

在很长的一段时间里，Java一直是面向对象的语言，一切皆对象，如果想要调用一个函数，函数必须属于一个类或对象，然后在使用类或对象进行调用。但是在其它的编程语言中，如js，c++，我们可以直接写一个函数，然后在需要的时候进行调用，即可以说是面向对象编程，也可以说是函数式编程。

从功能上来看，面向对象编程没什么不好的地方，但是从开发的角度来看，面向对象编程会多写很多可能是重复的代码行。比如创建一个Runnable的匿名类的时候：

1
2
3
4
5
6
Runnable runnable = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("do something...");
    }
};

这一段代码中真正有用的只有run方法中的内容，剩余的部分都是属于Java编程语言的结构部分，没什么用，但是要写。

幸运的是Java8开始，引入了函数式编程接口与Lambda表达式，帮助我们写更少更优雅的代码

1
2
// 一行即可
Runnable runnable = () -> System.out.println("do something...");

函数式接口(Functional interfaces)

一个接口类只有一个抽象的方法叫做函数式接口(Functional Interface)，在JDK中大部分函数式接口都会标记上@FunctionalInterface注解，并不是所有的函数式接口都要写@FunctionalInterface注解，只是用来方便我们区分哪些是函数式接口的，如果标记了这个注解，内部有多个抽象方法的时候，会报编译错误。

1
2
3
Error:(3, 1) java: 意外的 @FunctionalInterface 注释
 xxx 不是函数接口
 在 接口 xxx 中找到多个非覆盖抽象方法

当一个类是函数式接口的时候，我们可以直接使用Lambda表达式来实例化它，而不用写很多模板式代码。

写法：

1
2
3
// 类名称  变量 = (参数) -> (函数体)
// 如
FunctionTest test = () -> { };

内置函数式接口

JDK中已经内置了一些标准的函数式接口，位于java.util.function包下，满足我们大多数情况下的需求。包下的接口都比较通用，如果我们想要写新的函数式接口，可以首先看这个包下是不是已经提供了。

那么这个包提供了那些接口呢？

  • 最常见的四种，Function，Consumer，Supplier，Predicate。标准输入输出，优雅代码所推荐的写法

    • Function：即一个入参一个出参的场景。
    • Consumer：一个入参，但是没有出参
    • Supplier：无入参，一个出参
    • Predicate：可以看做是特殊的Function，一个入参，出参为bool类型。

  • 两个入参的函数式接口，即两个入参，一个出参。

    1
    BiFunction<T, U, R>

    , 最典型的使用案例即Java的Map方法。

    • BiFunction： 两个入参，一个泛型出参
    • ToDoubleBiFunction,ToIntBiFunction,ToLongBiFunction。两个入参，返回原始类型的出参
1
2
3
4
5
HashMap<String, Object> map = new HashMap<>();
map.put("a",1);
map.put("b",2);
map.replaceAll((o, o2) -> o + o2.toString());
System.out.println(map.values())
  • 一元函数式接口， 可以看做是特殊的Function接口，入参与出参有相同的类型。UnaryOperator，相同类型的转换。
  • 原始类型Function，因为Java的原始类型或者叫做主类型，int，short，double之类的，不能作为泛型参数。官方对这些原始类型提供了特殊的函数式接口
    • 以int类型：IntFunction, IntComsumer,IntSupplieer, IntPredicate, IntToDoubleFcuntion, IntToLongFunction, IntUnaryOperator, ToIntFunction

官方：

docs.oracle.com/javase/8/do…

Lambda表达式

如果理解了函数式接口，在一定程度上也是理解了Lambda表达式，Lambda表达式相当于对函数式接口的使用，我们不能只去写接口，但不去使用。

尽管Java支持了函数式接口，但是Java的函数仍然要寄托与类之中，不能单独存在，但是因为函数式接口只有一个抽象的函数，那么我们很明确的知道要使用拿一个方法。所以编译器可以自动帮我们推导要用哪个方法，不用在写多余的模板式代码：

1
Runnable runnable = () -> System.out.println("do something...");
  • 首先Runnable是一个函数式的接口，所以我们可以使用Lambda表达式来实例化它
  • 因为run方法没有参数，所以lambda表达式：(argument) -> {body}，参数为空()
  • 关于函数体部分，如果我们只有一行代码可以省略掉{}。

除了函数调用的Lambda表达式，还有一些方法的引用操作，使用::，引用方法或者构造器而没有真正的实例化对象，可以探索下

1
2
3
4
5
String::toUpperCase
System.out::println
"abc"::length
ArrayList::new
int[]::new

官方：

www.oracle.com/webfolder/t…

docs.oracle.com/javase/tuto…

例子

我们可以通过以下实例（Java8Tester.java）来了解函数式接口 Predicate 的使用：

Java8Tester.java 文件:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;
 
public class Java8Tester {
   public static void main(String args[]){
      List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);
        
      // Predicate<Integer> predicate = n -> true
      // n 是一个参数传递到 Predicate 接口的 test 方法
      // n 如果存在则 test 方法返回 true
        
      System.out.println("输出所有数据:");
        
      // 传递参数 n
      eval(list, n->true);
        
      // Predicate<Integer> predicate1 = n -> n%2 == 0
      // n 是一个参数传递到 Predicate 接口的 test 方法
      // 如果 n%2 为 0 test 方法返回 true
        
      System.out.println("输出所有偶数:");
      eval(list, n-> n%2 == 0 );
        
      // Predicate<Integer> predicate2 = n -> n > 3
      // n 是一个参数传递到 Predicate 接口的 test 方法
      // 如果 n 大于 3 test 方法返回 true
        
      System.out.println("输出大于 3 的所有数字:");
      eval(list, n-> n > 3 );
   }
    
   public static void eval(List<Integer> list, Predicate<Integer> predicate) {
      for(Integer n: list) {
        
         if(predicate.test(n)) {
            System.out.println(n + " ");
         }
      }
   }
}

执行以上脚本，输出结果为：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
$ javac Java8Tester.java 
$ java Java8Tester
输出所有数据:
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
输出所有偶数:
2 
4 
6 
8 
输出大于 3 的所有数字:
4 
5 
6 
7 
8 
9

最后

Java的函数式编程远远超出这里所表达的内容，还需要更多的探索。当然这里主要介绍了Java的函数式接口，已经在java.util.function包下常见的函数式接口，最后对lambda表达式做了简单的说明。

本文整理自

Java8函数式编程

仅做个人学习总结所用,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,如有侵权请联系删除!