详解JAVA 函数式编程
1.函数式接口
1.1概念:
java中有且只有一个抽象方法的接口。
1.2格式:
修饰符interface接口名称{ publicabstract返回值类型方法名称(可选参数信息); //其他非抽象方法内容 } //或者 publicinterfaceMyFunctionalInterface{ voidmyMethod(); }
1.3@FunctionalInterface注解:
与@Override注解的作用类似,Java8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 publicinterfaceMyFunctionalInterface{ voidmyMethod(); }
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。
1.4自定义函数式接口
publicclassDemo09FunctionalInterface{ //使用自定义的函数式接口作为方法参数 privatestaticvoiddoSomething(MyFunctionalInterfaceinter){inter.myMethod();//调用自定义的函数式接口方法 } publicstaticvoidmain(String[]args){ //调用使用函数式接口的方法doSomething(()‐>System.out.println("Lambda执行啦!")); }}
2.函数式编程
2.1Lambda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:
publicclassDemo01Logger{ privatestaticvoidlog(intlevel,Stringmsg){ if(level==1){ System.out.println(msg); } } publicstaticvoidmain(String[]args){ StringmsgA="Hello"; StringmsgB="World"; StringmsgC="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。
体验Lambda的更优写法
使用Lambda必然需要一个函数式接口:
@FunctionalInterface publicinterfaceMessageBuilder{ StringbuildMessage(); }
publicclassDemo02LoggerLambda{ privatestaticvoidlog(intlevel,MessageBuilderbuilder){ if(level==1){ System.out.println(builder.buildMessage()); } } publicstaticvoidmain(String[]args){ StringmsgA="Hello"; StringmsgB="World"; StringmsgC="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。
证明Lambda的延迟
下面的代码可以通过结果进行验证
publicclassDemo03LoggerDelay{ privatestaticvoidlog(intlevel,MessageBuilderbuilder){ if(level==1){ System.out.println(builder.buildMessage()); } } publicstaticvoidmain(String[]args){ StringmsgA="Hello"; StringmsgB="World"; StringmsgC="Java"; log(2,()‐>{System.out.println("Lambda执行!");returnmsgA+msgB+msgC;}); } }
从结果中可以看出,在不符合级别要求的情况下,Lambda将不会执行。从而达到节省性能的效果。
扩展:实际上使用内部类也可以达到同样的效果,只是将代码操作延迟到了另外一个对象当中通过调用方法
来完成。而是否调用其所在方法是在条件判断之后才执行的。
2.2使用Lambda作为参数和返回值
如果抛开实现原理不说,Java中的Lambda表达式可以被当作是匿名内部类的替代品。如果方法的参数是一个函数式接口类型,那么就可以使用Lambda表达式进行替代。使用Lambda表达式作为方法参数,其实就是使用函数式接口作为方法参数。
例如java.lang.Runnable接口就是一个函数式接口,假设有一个startThread方法使用该接口作为参数,那么就可以使Lambda进行传参。这种情况其实和Thread类的构造方法参数为Runnable没有本质区别。
publicclassDemo04Runnable{ privatestaticvoidstartThread(Runnabletask){ newThread(task).start(); } publicstaticvoidmain(String[]args){ startThread(()‐>System.out.println("线程任务执行!")); } }
类似地,如果一个方法的返回值类型是一个函数式接口,那么就可以直接返回一个Lambda表达式。当需要通过一个方法来获取一个java.util.Comparator接口类型的对象作为排序器时,就可以调该方法获取。
importjava.util.Arrays; importjava.util.Comparator; publicclassDemo06Comparator{ privatestaticComparatornewComparator(){ return(a,b)‐>b.length()‐a.length(); } publicstaticvoidmain(String[]args){ String[]array={"abc","ab","abcd"}; System.out.println(Arrays.toString(array)); Arrays.sort(array,newComparator()); System.out.println(Arrays.toString(array)); } }
其中直接return一个Lambda表达式即可。
3.常用函数式接口
JDK提供了大量常用的函数式接口以丰富Lambda的典型使用场景,它们主要在java.util.function包中被提供。
下面是最简单的几个接口及使用示例。
3.1Supplier接口(求数组元素最大值)
java.util.function.Supplier
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。
publicclassDemo02Test{ //定一个方法,方法的参数传递Supplier,泛型使用Integer publicstaticintgetMax(Suppliersup){ returnsup.get(); } publicstaticvoidmain(String[]args){ intarr[]={2,3,4,52,333,23};//调用getMax方法,参数传递Lambda intmaxNum=getMax(()‐>{ //计算数组的最大值 intmax=arr[0]; for(inti:arr){ if(i>max){ max=i; } } returnmax;}); System.out.println(maxNum); } }
3.2Consumer接口
java.util.function.Consumer
抽象方法:accept
Consumer接
importjava.util.function.Consumer; publicclassDemo09Consumer{ privatestaticvoidconsumeString(Consumerfunction){ function.accept("Hello"); } publicstaticvoidmain(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:口中包含抽象方法voidaccept(Tt),意为消费一个指定泛型的数据。基本使用如:
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Consumer接口按照顺序“拼接”到一起。
importjava.util.function.Consumer; publicclassDemoConsumer{ publicstaticvoidmain(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); } privatestaticvoidprintInfo(Consumerone,Consumer two,String[]array){ for(Stringinfo:array){ one.andThen(two).accept(info);//姓名:迪丽热巴。性别:女。 } } }
3.3Predicate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
抽象方法:test
Predicate接口中包含一个抽象方法:booleantest(Tt)。用于条件判断的场景:
importjava.util.function.Predicate; publicclassDemo15PredicateTest{ privatestaticvoidmethod(Predicatepredicate){ booleanveryLong=predicate.test("HelloWorld"); System.out.println("字符串很长吗:"+veryLong); } publicstaticvoidmain(String[]args){ 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
importjava.util.function.Predicate; publicclassDemo16PredicateAnd{ privatestaticvoidmethod(Predicateone,Predicate two){ booleanisValid=one.and(two).test("Helloworld"); System.out.println("字符串符合要求吗:"+isValid); } publicstaticvoidmain(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:
importjava.util.function.Predicate; publicclassDemo16PredicateAnd{ privatestaticvoidmethod(Predicateone,Predicate two){ booleanisValid=one.or(two).test("Helloworld"); System.out.println("字符串符合要求吗:"+isValid); } publicstaticvoidmain(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: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:
importjava.util.function.Predicate; publicclassDemo17PredicateNegate{ privatestaticvoidmethod(Predicatepredicate){ booleanveryLong=predicate.negate().test("HelloWorld"); System.out.println("字符串很长吗:"+veryLong); } publicstaticvoidmain(String[]args){ method(s‐>s.length()<5); } }
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。
importjava.util.ArrayList;importjava.util.List;importjava.util.function.Predicate; publicclassDemoPredicate{ publicstaticvoidmain(String[]args){ String[]array={"迪丽热巴,女","古力娜扎,女","马尔扎哈,男","赵丽颖,女"}; Listlist=filter(array,s‐>"女".equals(s.split(",")[1]),s‐>s.split(",")[0].length()==4); System.out.println(list); } privatestaticList filter(String[]array,Predicate one,Predicate two){ List list=newArrayList<>(); for(Stringinfo:array){ if(one.and(two).test(info)){ list.add(info); } } returnlist; } }
3.4Function接口
java.util.function.Function
抽象方法:apply
Function接口中最主要的抽象方法为:Rapply(Tt),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。
importjava.util.function.Function; publicclassDemo11FunctionApply{ privatestaticvoidmethod(Functionfunction){ intnum=function.apply("10"); System.out.println(num+20); } publicstaticvoidmain(String[]args){ method(s‐>Integer.parseInt(s)); } }
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。
练习:自定义函数模型拼接
题目
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:
Stringstr="赵丽颖,20";
1.将字符串截取数字年龄部分,得到字符串;
2.将上一步的字符串转换成为int类型的数字;
3.将上一步的int数字累加100,得到结果int数字。
importjava.util.function.Function; publicclassDemoFunction{ publicstaticvoidmain(String[]args){ Stringstr="赵丽颖,20"; intage=getAgeNum(str,s‐>s.split(",")[1],s‐>Integer.parseInt(s),n‐>n+=100); System.out.println(age); } privatestaticintgetAgeNum(Stringstr,Functionone,Function two,Function three){ returnone.andThen(two).andThen(three).apply(str); } }
以上就是详解JAVA函数式编程的详细内容,更多关于JAVA函数式编程的资料请关注毛票票其它相关文章!