《On Java 8》中文版笔记三：函数式接口

函数式接口

方法引用和 Lambda 表达式都必须被赋值，同时赋值需要类型信息才能使编译器保证类型的正确性。尤其是Lambda 表达式，它引入了新的要求。 代码示例：

x -> x.toString()

我们清楚这里返回类型必须是 String，但 x 是什么类型呢？

Lambda 表达式包含类型推导（编译器会自动推导出类型信息，避免了程序员显式地声明）。编译器必须能够以某种方式推导出 x 的类型。

下面是第二个代码示例：

(x, y) -> x + y

现在 x 和 y 可以是任何支持 + 运算符连接的数据类型，可以是两个不同的数值类型或者是 一个 String 加任意一种可自动转换为 String 的数据类型（这包括了大多数类型）。 但是，当 Lambda 表达式被赋值时，编译器必须确定 x 和 y 的确切类型以生成正确的代码。

该问题也适用于方法引用。 假设你要传递 System.out :: println 到你正在编写的方法 ，你怎么知道传递给方法的参数的类型？

为了解决这个问题，Java 8 引入了 java.util.function 包。它包含一组接口，这些接口是 Lambda 表达式和方法引用的目标类型。 每个接口只包含一个抽象方法，称为函数式方法。

柯里化和部分求值

柯里化（Currying）的名称来自于其发明者之一 Haskell Curry。他可能是计算机领域唯一姓氏和名字都命名过重要概念的人（另外就是 Haskell 编程语言）。 柯里化意为：将一个多参数的函数，转换为一系列单参数函数。

// functional/CurryingAndPartials.java

import java.util.function.*;

public class CurryingAndPartials {
   // 未柯里化:
   static String uncurried(String a, String b) {
      return a + b;
   }
   public static void main(String[] args) {
      // 柯里化的函数:
      Function> sum =
         a -> b -> a + b; // [1]

      System.out.println(uncurried("Hi ", "Ho"));

      Function
        hi = sum.apply("Hi "); // [2]
      System.out.println(hi.apply("Ho"));

      // 部分应用:
      Function sumHi =
        sum.apply("Hup ");
      System.out.println(sumHi.apply("Ho"));
      System.out.println(sumHi.apply("Hey"));
   }
}

输出结果：

Hi Ho
Hi Ho
Hup Ho
Hup Hey

[1] 这一连串的箭头很巧妙。注意，在函数接口声明中，第二个参数是另一个函数。

[2] 柯里化的目的是能够通过提供一个参数来创建一个新函数，所以现在有了一个“带参函数”和剩下的 “自由函数”（free argumnet） 。实际上，你从一个双参数函数开始，最后得到一个单参数函数。

我们可以通过添加级别来柯里化一个三参数函数：

// functional/Curry3Args.java

import java.util.function.*;

public class Curry3Args {
   public static void main(String[] args) {
      Function>> sum =
            a -> b -> c -> a + b + c;
      Function> hi =
          sum.apply("Hi ");
      Function ho =
        hi.apply("Ho ");
      System.out.println(ho.apply("Hup"));
   }
}

输出结果：

Hi Ho Hup

对于每个级别的箭头级联（Arrow-cascading），你都要在类型声明中包裹另一层 Function。

处理基本类型和装箱时，请使用适当的函数式接口：

// functional/CurriedIntAdd.java

import java.util.function.*;

public class CurriedIntAdd {
  public static void main(String[] args) {
    IntFunction
      curriedIntAdd = a -> b -> a + b;
    IntUnaryOperator add4 = curriedIntAdd.apply(4);
    System.out.println(add4.applyAsInt(5));
      }
}

输出结果：

9

可以在互联网上找到更多的柯里化示例。通常它们是用 Java 之外的语言实现的，但如果理解了柯里化的基本概念，你可以很轻松地用 Java 实现它们。