函数式接口
概述
函数式接口在Java中是指：有且仅有一个抽象方法的接口。 函数式接口是适用于函数式编程场景的接口。Java中的函数式编程的体现就是Lambda，所以函数式接口就是可以适用于Lambda使用的接口。只有确保接口中有且仅有一个抽象方法，Java中的Lambda才能顺利地进行推导。
备注：“语法糖”是指使用更加方便，但是原理不变的代码语法。例如在遍历集合时使用的for-each语法，其实 底层的实现原理仍然是迭代器，这便是“语法糖”。从应用层面来讲，Java中的Lambda可以被当做是匿名内部 类的“语法糖”，但是二者在原理上是不同的。
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);
// 其他非抽象方法内容
}
//示例
public interface MyFunctionalInterface {
//接口当中抽象方法的public abstract可以省略
void myMethod();
}
@FunctionalInterface注解
与@Override注解的作用类似，Java 8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：
@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
void myMethod();
}
一旦使用该注解来定义接口，编译器将会强制检查该接口是否确实有且仅有一个抽象方法，否则将会报错。需要注 意的是，即使不使用该注解，只要满足函数式接口的定义，这仍然是一个函数式接口，使用起来都一样。
自定义函数式接口
对于刚刚定义好的MyFunctionalInterface函数式接口，典型使用场景就是作为方法的参数：
public class Demo09FunctionalInterface {
// 使用自定义的函数式接口作为方法参数
private static void doSomething(MyFunctionalInterface inter) {
// 调用自定义的函数式接口方法
inter.myMethod();
}
public static void main(String[] args) {
// 调用使用函数式接口的方法
doSomething(() ‐> System.out.println("Lambda执行啦！"));
}
}
函数式编程
Lambda的延迟执行
有些场景的代码执行后，结果不一定会被使用，从而造成性能浪费。而Lambda表达式是延迟执行的，这正好可以 作为解决方案，提升性能。
性能浪费的日志案例
注:日志可以帮助我们快速的定位问题，记录程序运行过程中的情况，以便项目的监控和优化。 一种典型的场景就是对参数进行有条件使用，例如对日志消息进行拼接后，在满足条件的情况下进行打印输出：
public class Demo01Logger {
private static void log(int level, String msg) {
if (level == 1) {
System.out.println(msg);
}
}
public static void main(String[] args) {
String msgA = "Hello";
String msgB = "World";
String msgC = "Java";
log(1, msgA + msgB + msgC);
}
}
这段代码存在问题：无论级别是否满足要求，作为 log 方法的第二个参数，三个字符串一定会首先被拼接并传入方 法内，然后才会进行级别判断。如果级别不符合要求，那么字符串的拼接操作就白做了，存在性能浪费。
备注：SLF4J是应用非常广泛的日志框架，它在记录日志时为了解决这种性能浪费的问题，并不推荐首先进行 字符串的拼接，而是将字符串的若干部分作为可变参数传入方法中，仅在日志级别满足要求的情况下才会进 行字符串拼接。例如： LOGGER.debug("变量{}的取值为{}。", "os", "macOS") ，其中的大括号 {} 为占位 符。如果满足日志级别要求，则会将“os”和“macOS”两个字符串依次拼接到大括号的位置；否则不会进行字 符串拼接。这也是一种可行解决方案，但Lambda可以做到更好。
Lambda的更优写法
使用Lambda必然需要一个函数式接口：
@FunctionalInterface
public interface MessageBuilder {
String buildMessage();
}
然后对log方法进行改造：
public class Demo02LoggerLambda {
private static void log(int level, MessageBuilder builder) {
if (level == 1) {
System.out.println(builder.buildMessage());
}
}
public static void main(String[] args) {
String msgA = "Hello";
String msgB = "World";
String msgC = "Java";
log(1, () ‐> msgA + msgB + msgC );
}
}
这样一来，只有当级别满足要求的时候，才会进行三个字符串的拼接；否则三个字符串将不会进行拼接。
下面的代码可以通过结果进行验证：
public class Demo03LoggerDelay {
private static void log(int level, MessageBuilder builder) {
if (level == 1) {
System.out.println(builder.buildMessage());
}
}
public static void main(String[] args) {
String msgA = "Hello";
String msgB = "World";
String msgC = "Java";
log(2, () ‐> {
System.out.println("Lambda已执行！");
return msgA + msgB + msgC;
});
}
}//运行结果没有打印"Lambda已执行！"，说明后面的合成字符串也没有运行
常用函数式接口
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。由于这是一个函数式接口，这也就意味着对应的Lambda表达式需要“对外提供”一个符合泛型类型的对象数据。
示例
import java.util.function.Supplier;
public class Demo08Supplier {
private static String getString(Supplier function) {
return function.get();
}
public static void main(String[] args) {
String msgA = "Hello";
String msgB = "World";
System.out.println(getString(() ‐> msgA + msgB));
}
}
练习：求数组元素最大值
使用 Supplier 接口作为方法参数类型，通过Lambda表达式求出int数组中的最大值。提示：接口的泛型请使用 java.lang.Integer 类。
public class Demo02Test {
//定一个方法,方法的参数传递Supplier,泛型使用Integer
public static int getMax(Supplier sup){
return sup.get();
}
public static void main(String[] args) {
int arr[] = {2,3,4,52,333,23};
//调用getMax方法,参数传递Lambda
int maxNum = getMax(()‐>{
//计算数组的最大值
int max = arr[0];
for(int i : arr){
if(i>max){
max = i;
}
}
return max;
});
System.out.println(maxNum);
}
}
Consumer接口
java.util.function.Consumer 接口则正好与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。
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。基本使用如下：
import java.util.function.Consumer;
public class Demo09Consumer {
private static void consumeString(Consumer function) {
function.accept("Hello");
}
public static void main(String[] args) {
consumeString(s ‐> System.out.println(s));
}
}
默认方法：andThen
如果一个方法的参数和返回值全都是 Consumer 类型，那么就可以实现效果：消费数据的时候，首先做一个操作， 然后再做一个操作，实现组合。而这个方法就是 Consumer 接口中的default方法 andThen 。下面是JDK的源代码：
default Consumer andThen(Consumer 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。
要想实现组合，需要两个或多个Lambda表达式即可，而 andThen 的语义正是“一步接一步”操作。例如两个步骤组 合的情况：
import java.util.function.Consumer;
public class Demo10ConsumerAndThen {
private static void consumeString(Consumer one, Consumer two) {
one.andThen(two).accept("Hello");
}
public static void main(String[] args) {
consumeString(
s ‐> System.out.println(s.toUpperCase()),
s ‐> System.out.println(s.toLowerCase()));
}
}/*运行结果将会首先打印完全大写的HELLO，然后打印完全小写的hello。当然，通过链式写法可以实现更多步骤的
组合。
*/
练习：格式化打印信息
下面的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。
public static void main(String[] args) {
String[] array = { "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男" };
}
实现代码：
import java.util.function.Consumer;
public class DemoConsumer {
public static void main(String[] args) {
String[] array = { "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男" };
printInfo(s ‐> System.out.print("姓名：" + s.split(",")[0]),
s ‐> System.out.println("。性别：" + s.split(",")[1] + "。"),
array);
}
private static void printInfo(Consumer one, Consumer two, String[] array) {
for (String info : array) {
one.andThen(two).accept(info); // 姓名：迪丽热巴。性别：女。
}
}
}
Predicate接口
有时候我们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 接口。
抽象方法：test
Predicate 接口中包含一个抽象方法： boolean test(T t) 。用于条件判断的场景：
import java.util.function.Predicate;
public class Demo15PredicateTest {
private static void method(Predicate predicate) {
boolean veryLong = predicate.test("HelloWorld");
System.out.println("字符串很长吗：" + veryLong);
}
public static void main(String[] args) {
//条件判断的标准是传入的Lambda表达式逻辑，只要字符串长度大于5则认为很长
method(s ‐> s.length() > 5);
}
}
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 and(Predicate other) {
Objects.requireNonNull(other);
return (t) ‐> test(t) && other.test(t);
}
如果要判断一个字符串既要包含大写“H”，又要包含大写“W”，那么：
import java.util.function.Predicate;
public class Demo16PredicateAnd {
private static void method(Predicate one, Predicate two) {
boolean isValid = one.and(two).test("Helloworld");
System.out.println("字符串符合要求吗：" + isValid);
}
public static void main(String[] args) {
method(s ‐> s.contains("H"), s ‐> s.contains("W"));
}
}
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 or(Predicate other) {
Objects.requireNonNull(other);
return (t) ‐> test(t) || other.test(t);
}
如果希望实现逻辑“字符串包含大写H或者包含大写W”，那么代码只需要将“and”修改为“or”名称即可，其他都不 变：
import java.util.function.Predicate;
public class Demo16PredicateAnd {
private static void method(Predicate one, Predicate two) {
boolean isValid = one.or(two).test("Helloworld");
System.out.println("字符串符合要求吗：" + isValid);
}
public static void main(String[] args) {
method(s ‐> s.contains("H"), s ‐> s.contains("W"));
}
}
默认方法：negate
“与”、“或”已经了解了，剩下的“非”（取反）也会简单。默认方法 negate 的JDK源代码为：
default Predicate negate() {
return (t) ‐> !test(t);
}
从实现中很容易看出，它是执行了test方法之后，对结果boolean值进行“!”取反而已。一定要在 test 方法调用之前 调用 negate 方法，正如 and 和 or 方法一样：
import java.util.function.Predicate;
public class Demo17PredicateNegate {
private static void method(Predicate predicate) {
boolean veryLong = predicate.negate().test("HelloWorld");
System.out.println("字符串很长吗：" + veryLong);
}
public static void main(String[] args) {
method(s ‐> s.length() < 5);
}
}
练习：集合信息筛选
数组当中有多条“姓名+性别”的信息如下，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，需要同时满足两个条件： 1. 必须为女生； 2. 姓名为4个字。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;
public class DemoPredicate {
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" };
List list = filter(array,
s ‐> "女".equals(s.split(",")[1]),
s ‐> s.split(",")[0].length() == 4);
System.out.println(list);
}
private static List filter(String[] array, Predicate one,
Predicate two) {
List list = new ArrayList<>();
for (String info : array) {
if (one.and(two).test(info)) {
list.add(info);
}
}
return list;
}
}
Function接口
java.util.function.Function 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。
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。 使用的场景例如：将 String 类型转换为 Integer 类型。
import java.util.function.Function;
public class Demo11FunctionApply {
private static void method(Function function) {
int num = function.apply("10");
System.out.println(num + 20);
}
public static void main(String[] args) {
method(s ‐> Integer.parseInt(s));
}
}
当然，最好是通过方法引用的写法。
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。JDK源代码如：
default Function andThen(Function after) {
Objects.requireNonNull(after);
return (T t) ‐> after.apply(apply(t));
}
该方法同样用于“先做什么，再做什么”的场景，和 Consumer 中的 andThen 差不多：
import java.util.function.Function;
public class Demo12FunctionAndThen {
private static void method(Function one, Function two) {
int num = one.andThen(two).apply("10");
System.out.println(num + 20);
}
public static void main(String[] args) {
method(str‐>Integer.parseInt(str)+10, i ‐> i *= 10);
}
}
第一个操作是将字符串解析成为int数字，第二个操作是乘以10。两个操作通过 andThen 按照前后顺序组合到了一 起。
请注意，Function的前置条件泛型和后置条件泛型可以相同。
练习：自定义函数模型拼接
请使用 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";
- 将字符串截取数字年龄部分，得到字符串。
- 将上一步的字符串转换成为int类型的数字。
- 将上一步的int数字累加100，得到结果int数字。
import java.util.function.Function;
public class DemoFunction {
public static void main(String[] args) {
String str = "赵丽颖,20";
int age = getAgeNum(str, s ‐> s.split(",")[1],
s ‐>Integer.parseInt(s),
n ‐> n += 100);
System.out.println(age);
}
private static int getAgeNum(String str, Function one,
Function two,
Function three) {
return one.andThen(two).andThen(three).apply(str);
}
}
