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深入探寻JAVA8-part2浅谈几个内置的函数式接口

jiezi

前情提要

  • 深入探寻 JAVA8 part1：函数式编程与 Lambda 表达式

看此文前，不熟悉函数式编程和 Lambda 表达式的可以先看一下上文回忆一下。

本文将会简单介绍 Java8 中内置的一些函数式接口

回顾函数式接口

函数式接口就是只定义一个抽象方法的接口。在 JAVA8 以前，就有很多符合函数式接口定义的接口。

// 比较器
public interface Comparator<T> {int compare(T o1, T o2);
}

// 多线程接口
public interface Runnable{void run();
}

因为 JAVA8 中还引入了默认方法的概念，所以即使接口中有多个默认方法，只要接口之定义了一个抽象方法，就满足函数式接口的定义。

JAVA8 中对这些可以定义为函数式接口的接口加了一个 @FuncationalInterface 注解。如果一个接口中定义了多个抽象方法，又添加了这个注解，则会在编译时抛出错误提示。

Consumer

package java.util.function;

import java.util.Objects;

@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {void accept(T var1);

    default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> var1) {Objects.requireNonNull(var1);
        return (var2) -> {this.accept(var2);
            var1.accept(var2);
        };
    }
}

这是 JAVA8 中对 Consumer 的定义，该函数式接口可以接收一个 T 类型的数据，并对该数据进行操作。JDK 中一个典型的例子是 forEach 中对 Consumer 的使用，下面给出了 ArrayList 中的 forEach 源码。

  @Override
  public void forEach(Consumer<? super E> consumer) {checkNotNull(consumer);
    for (E e : array) {consumer.accept(e);
    }
  }

forEach 的接口定义中传入了一个 Consumer 接口，并且调用 Consumer 的 accept 方法对数组中的每个元素进行处理。加入这是一个 String 数组，则可以使用如下的方式进行调用

list.forEach((String s) -> System.out::println);

在 Consumer 的接口定义中，还有一个 andThen 的默认方法，后面会再介绍一下这个默认方法。

因为 Consumer 这个接口使用了泛型，因此只能使用基础类型的封箱类型，如 Integer，Long 等。如果是对基础类型的元素进行处理，可能会出现大量的封箱拆箱的操作，造成性能损耗。为了解决这个问题，JAVA 也提供了基础类型的对应的 Consumer 接口，如 IntConsumer：

@FunctionalInterface
public interface IntConsumer {void accept(int value);

    
    default IntConsumer andThen(IntConsumer after) {Objects.requireNonNull(after);
        return (int t) -> {accept(t); after.accept(t); };
    }
}

Predicate

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {boolean test(T t);

    default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) && other.test(t);
    }

   
    default Predicate<T> negate() {return (t) -> !test(t);
    }

    static <T> Predicate<T> isEqual(Object targetRef) {return (null == targetRef)
                ? Objects::isNull
                : object -> targetRef.equals(object);
    }
}

Predicate 函数式接口定义了 test 抽象方法，它会对 T 对象执行判断逻辑，并返回布尔类型的判断接口。

还是以 ArrayList 中的一个使用场景为例。ArrayList 中提供了一个 removeIf 方法，该方法传入了 Predicate 接口，并利用该接口判断是否要删除这个对象：

  public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {checkNotNull(filter);

    E[] newArray = null;
    int newIndex = 0;
    for (int index = 0; index < array.length; ++index) {E e = array[index];

      // 使用 Predicate 的 test 方法判断是否要删除该对象
      if (filter.test(e)) {if (newArray == null) {newArray = ArrayHelper.clone(array, 0, index);
          newIndex = index;
        }
      } else if (newArray != null) {newArray[newIndex++] = e;
      }
    }

    if (newArray == null) {return false;}
    array = newArray;
    return true;
  }

当然了，同 Consumer 一样，它也提供了很多可以传入基础类型的 Predicate 接口，如 IntPredicate，DoublePredicate 等

Function

@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {R apply(T t);

    default <V> Function<V, R> compose(Function<? super V, ? extends T> before) {Objects.requireNonNull(before);
        return (V v) -> apply(before.apply(v));
    }
    
    default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {Objects.requireNonNull(after);
        return (T t) -> after.apply(apply(t));
    }

    static <T> Function<T, T> identity() {return t -> t;}
}

Function 中定义了 apply 抽象方法，该抽象方法会接受一个 T 类型的对象，并转化为 R 类型的对象返回。使用方法和上面也没啥区别，这里就不具体赘述了。当然了，Function 也为基础类型做了很多扩展，比如 IntToDoubleFunction 就可以将 int 转化为 double 型，还有 ToDoubleFunction<T> 则支持将 T 对象转化为 double 基础型。

复合 Lambda 表达式

复合 Lambda 表达式是指将多个同类型的 Lambda 表达式按照一定语法进行组合，生成新的 Lambda 表达式。以比较基础的 Predicate 作为例子。Predicate 中有以下几个默认方法：and,negate,or，分别对应与，否定和或。

举个例子，现在有两个 Predicate 分别是判断订单的状态是否为已支付以及订单的实付金额是否大于 100。两个 Predicate 如下：

Predicate<Order> p1 = (Order o) -> o.isPaid;
Predicate<Order> p2 = (Order o) -> o.actualFee > 100;

假如现在想要判断是已支付且实付金额大于 100 的订单，则新的 Predicate 可以通过上面两个 Predicate 组合生成，利用 and 默认方法：

Predicate<Order> p3 = p1.and(p2);
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