Lambda函数接口和方法构造器应用
2024-10-21 10:28:23
函数式接口
什么是函数式接口？
- 在java中'有且仅有一个抽象方法的接口'，就称为函数式接口。
- 可以通过Lambda表达式来创建该接口的对象。(若Lambda表达式抛出一个受检异常，那么该异常需要在目标接口的抽象方法上进行声明)
- 我们可以在任意函数接口上
使用@Functionallnterface 注解java8中，这样可以检查它是否是一个函数式接口，同时javadoc也会包含一条声明，说明这个接口是一个函数式接口。
- 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。
- Lambda表达式的本质：作为函数式接口的实例
java.util.function包下定义了java8丰富的函数接口
参考地址: https://www.cnblogs.com/dgwblog/p/11739500.html#2677150870
函数类格式:
- 只有确保接口当中有且仅有一个抽象方法
修饰符 interface 接口名称{
public abstract 返回值 方法名称(参数列表)
// 其他方式
}
// public abstract 可以不写 编译器自动加上
修饰符 interface 接口名称{
返回值 方法名称(参数列表)
// 其他方式
}
自定义函数接口
@FunctionalInterface//注解表明他是一个函数接口
interface Test {
void method();
}
public class FunctionInterfaceDemo {
public static void main(String[] args) {
//第一种
Test t = () -> {
System.out.println("zaide");
};
t.method();
//第二种
show(() -> System.out.println("你好"));
}
//定义一个方法含有接口的方法
public static void show(Test test) {
//调用里面的方法
test.method();
}
}
自定义函数接口的用途
对于自定义的函数式接口，一般用于方法的参数和返回值上。
函数式编程
- 能够兼顾java的面向对象特性基础上，通过Lambda表达式上与方法引用，为开发者打开函数式编程的大门。
Lambda的延迟加载
描述: 有些场景的代码运行执行后，结果不一定会被使用到，从而造成性能的浪费。而lambda表达式是延迟执行的，正好可以解决此问题，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
/**
* showLog()方法如果传递的日志等级不是3以下的
* 那么就不会显示拼接之后的信息
* 所以对于程序来说，你这个日志信息的拼接动作就浪费了
*/
public class LoggerDemo {
//定义一个方法根据日志的等级，显示日志信息的内容
public static void showLog(int level, String message) {
//对日志的等级进行判断,如果日志的等级在3以下，就全部输出
if (level <= 3) {
System.out.println(message);
return;
}
System.out.println("日志等级较高");
} public static void main(String[] args) {
String message1 = "执行mysql";
String message2 = "执行java.exe";
String message3 = "执行tomcat";
showLog(2, message1 + message2 + message3);
}
}
使用Lambda表达式优化
/**
* 使用lambda优化刚才的日志输出案例
* lambda的特点，具有延迟加载
* lambda使用前提；提供一个函数接口
*/
public class LoggerLambdaDemo {
//定义一个显示日志的方法，方法的参数传日志的等级和BuildLogMassage接口
public static void showLog(int level, BuildLogMassage log) {
//对于日志等级进行判断，如果小于3就输出
if (level <= 3) {
//// 实际上利用内部类 延迟的原理,代码不相关 无需进入到启动代理执行
System.out.println(log.sendLogMassage());
}
}
/*
* 使用lambda表达式作为参数传递，
* 只有满足条件，日志的等级小于等于3
* 才会调用此接口BuildLogMassage种的方法
* 才会调用字符串的拼接
* 如果条件不满足，日志的等级大于3
* 那么BuildLogMassage接口种的方法与不会执行
* 所以拼接字符串的动作也不会执行
* 所以不会存在性能上的浪费。
**/
public static void main(String[] args) {
String message1 = "执行mysql";
String message2 = "执行java.exe";
String message3 = "执行tomcat";
//调用showLog方法，参数是一个函数接口，可以使用lambda表达式
showLog(5, () -> {
//返回一个拼接好的字符串
//System.out.println("前面的日志等级大于3此处不执行");//没有输出
return message1 + message2 + message3;
});
}
} @FunctionalInterface
interface BuildLogMassage {
//定义有且只有一个抽象方法,拼接日志信息
String sendLogMassage();
}
//备注；实际上使用内部类也可以达到这样的操作，只是将代码操作延迟到另外一个对象当中通过调用方法来完成。后面的代码执行取决于前面的条件的判断的结果。
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(包装为数组)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。
使用Lambda作为方法的参数和返回值
参数
在Java当中，lambda表达式是作为匿名内部类的替代品，如果一个方法的参数一个函数式接口类型，那么可以使用lambda表达式进行替代。
java.lang.Runnable接口就是一个函数式接口
代码演示
public class Demo {
//定义一个方法,开启线程
public static void startThread(Runnable r) {
new Thread(r).start();
}
public static void main(String[] args) {
startThread(() -> {
System.out.println("线程任务--》线程任务被执行了");
});
//优化
startThread(() ->
System.out.println("线程任务--》线程任务被执行了")
);
}
}
返回值
如果一个方法的返回值类型是一个函数式接口，那么我们可以直接使用一个lambda表达式
java.util.Comparator 接口是一个函数式接口
代码演示
public class Demo2 {
//定义一个方法，方法的返回值类型是一个函数式接口类型Comparator
public static Comparator<String> createCoparator() {
//返回值就是一个函数式接口
/* return new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
//自定义比较的规则 升序/降序
//字符串的长度
return o1.length() - o2.length();
}
};*/
//使用lambda表达式使用 字符串长度升序
/* return (o1, o2) ->
o1.length() - o2.length();*/
return Comparator.comparingInt(String::length); }
public static void main(String[] args) {
String [] str={"ddd","aa","zz","qqqq","pppp"};
Arrays.sort(str,createCoparator());
System.out.println(Arrays.toString(str));
}
}
常用的函数式接口
- 常用接口
- jdk提供了大量常用的函数式接口，丰富lambda表达式的使用场景。他们主要在java.uiil.function包下。
Supplier<T>(供应接口)
描述
java.util.function.Supplier 接口，该接口有且仅有一个无参的方法；
方法: T get(); 用来获取一个泛型参数指定类型的对象，由于这是一个函数接口，这就意味就可以使用Lambda表达式。需要对外提供一个符合泛型类型的对象数据。
Supplier<T>接口称为生产型接口，指定接口的泛型是什么类型，那么接口种的get()方法就会生产什么类型的数据。
public class SupplierDemo {
//定义一个方法，方法的参数传递一个Supplier<T>接口
//泛型指定String，get方法就会返回一个String
public static String getString(Supplier<String> sup) {
return sup.get();
}
//定义一个方法，方法的参数传递一个Supplier<T>接口
//泛型指定位Integer，get方法就会返回一个int
public static Integer getNum(Supplier<Integer> sup) {
return sup.get();
}
public static void main(String[] args) {
//调用getString方法，方法的参数传递supplier<T>是一个
//函数接口，那么我们就可以使用lambda
/* String s = getString(() -> {
return "你好java";
});
System.out.println(s);*/
//求一个int类型的数组种的最值
int[] arr = {10, 23, 4, 76, 98, 2};
Integer Max = getNum(() -> {
//求出数组的最大值
int max = arr[0];
for (int i : arr) {
//判断
if (max < i) {
max = i;
}
}
return max;
});
//输出最大值
System.out.println(Max);
}
}
Consumer<T>消费型接口
描述
java.util.funciton.Consumer<T> 接口刚好和Supplier接口相反，他不是用来生产一个数据，而是消费一个数据。
数据的类型有泛型来指定。
void accept(T t);
其中方法accept;意思就是消费一个指定的类型的数据
代码实例
public class ConsumerDemo {
//定义一个方法，方法的参数传递一个Consumer<T>接口,传递一个字符串
public static void Consumer(String str, Consumer<String> con) {
con.accept(str);
}
public static void main(String[] args) {
//来调用消费方法Consumer，
//Consumer<String>接口是一个函数式接口类型，所以可以使用lambda
Consumer("China", (name) -> {//name是将你传入的那个数据起个名字
//把里面的字符转换为大写
String s = name.toUpperCase();//转换大写
String str = new StringBuffer(s).reverse().toString();//反转
System.out.println(str);
});
}
}
Consumer的默认方法
andThen' //于是呐/然后
如果一个方法的参数和返回值全都是Consumer类型，那么就可以实现这样的效果；'消费数据的时候，首先做一个消费的操作，在做一个消费的操作'。实现组合。可以通过Consumer接口总的默认方法；'andThen'来实现
- 代码如下
public class ConsumerAndThenDemo {
//定义一个方法，方法参数传递一个字符串，和两个Consumer接口
//Consumer这个接口的泛指定为字符串
public static void consumer(String str, Consumer<String> con1, Consumer<String> con2) {
/* con1.accept(str);
con2.accept(str);*/
//andThen 连续消费
//先执行左边的Consumer--con1的动作，andThen-->再次执行Consumer--> con2动作
con1.andThen(con2).accept(str);
//消费规则；con1连接con2，先执行con1消费数据,在执行con2消费数据
}
public static void main(String[] args) {
//由于consumer方法的参数Consumer接口是一个函数接口所以使用lambda
consumer("java31-都是-大佬", (name1) -> {
//消费规则
//截取传入的字符串
String s = name1.substring(0, 6);
System.out.println(s);
}, (name2) -> {
//定义消费的规则，分成字符串数组展示
String[] strs = name2.split("-");
System.out.println(Arrays.toString(strs));
});
}
}
//通过查看源码的知，andThen方法不允许传入一个null对象否则就抛出一个空指针
'想要把两次消费的动作连接起来，需要传入两个Consumer接口，通过andThen方法实现一步一步的执行消费动作'
练习；定义一个字符串数组，存储每一个人的信息如；张三，20，郑州市，存储5个人的信息，使用consumer接口，按照指定的格式打印输入；姓名；张三；年龄；20；地址；郑州市，要求打印姓名动作为第一个consumer接口的规则，将打印年龄的动作为第二个consumer接口的规则，将打印地址的动作为第三个consumer接口的规则。最终将三个consumer接口按照规定的顺序拼接出来。antThen
public class Test {
public static void show(People[] people, Consumer<People> c1, Consumer<People> c2, Consumer<People> c3) {
//循环遍历依此拿到个是一个人信息
for (People p : people) {
//先拿到的先执行
c1.andThen(c2).andThen(c3).accept(p);
}
} public static void main(String[] args) {
People[] p = {new People("古力娜扎", 20, "新疆"),
new People("迪丽热巴", 25, "齐齐哈尔"),
new People("马儿扎哈", 19, "内蒙")};
//调用方法使用lambda表达式进行使用
show(p, (c1) -> {
System.out.print(c1.getName()+" ");
},
(c2) -> {
System.out.print(c2.getAge()+" ");
}
, (c3) -> {
System.out.println(c3.getCity()+" ");
});
} }
//用一个类来表示
class People {
private String name;
private int age;
private String city; public People() {}
@Override
public String toString() {
return "People{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", city='" + city + '\'' +
'}';
} public String getName() {return name;} public void setName(String name) {this.name = name;} public int getAge() {return age;} public void setAge(int age) {this.age = age;} public String getCity() { return city;} public void setCity(String city) {this.city = city;} public People(String name, int age, String city) {this.name = name;this.age = age;this.city = city;}
}
Predicate<T> 断言接口
- 描述
java.util.Predicate 函数式接口。其中唯一的抽象方法。
boolean test(T t);该方法返回布尔类型值，代表指定的条件满足返回true，
那么Stream的方法filter将其中的元素保留下来，如果条件不满足返回false，
那么filter方法会舍弃该元素。
- 练习
@Test
public void test4() {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("java");
list.add("pht");
list.add("python");
list.add("go");
list.add("linux");
List strList = filtrate(list, (e) ->
e.length() > 3
);
//stream 流
strList.forEach(System.out::println);
} //需求:将满足的字符串,放入集合中
public List filtrate(ArrayList<String> arrayList, Predicate<String> pr) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
for (String s : arrayList) {
if (pr.test(s)) {
list.add(s);
}
}
return list;
}
Function<T, R> 函数接口
描述
java.util.stream.Function 函数式接口。其中唯一的抽象方法:
R apply(T t); (接口本身接口两个数据T/R，方法返回一个数据R)
//可以将一种类型T类型的数据转换成R类型的数据，那么这种转换的动作，我们称之为”映射“
练习
@Test
public void test5() {
String strHander = strHander("\t\t\t过的不错的小日本 ", (str) ->
str.trim()
);
System.out.println(strHander);
} //需求:用来处理字符串
public String strHander(String str, Function<String, String> fu) {
return fu.apply(str);
}
方法引用构造器引用(基于lambda)
方法引用(Method References)
1.当要传递给Lambda体的操作，已有实现的方法了，可以使用方法引用！
2.方法引用可以看作是Lambda表达深层的表达。换句话说，方法引用就是lambda表达式，也就是函数接口的一个实例，通过方法的名字来指向一个方法，可以认为是Lambda表达式的一个语法糖。
3.要求：实现接口的抽象方法的参数列表和返回值类型，必须与方法引用的方法的参数列表和返回值类型保持一致！
4.格式：(或对象)'::'方法名。
5.如下三种主要使用情况：
对象::实例方法名
类::静态方法名
类::实例方法名
//注意；当函数式接口方法的第一个参数是需要引用方法的调用者，并且第二个参数是需要引用方法
//的参数(或者无参数)时:ClassName::methodName
构造器引用
格式:ClassName::new
与函数接口相结合，自动与函数式接口中方法兼容。
可以把构造器引用赋值给定义的方法，要求构造器参数列表与接口中抽象方法的参数列表一致！且方法的返回值即为构造器对应类的对象。
数组引用
格式: type[] :: new
为什么这样写
推到与省略
如果使用Lambda，那么根据'可推到可以省略原则'，无序指定参数类型，无需指定的重写的形式 --》它们都可以被堆到出来，所以就可以省略掉。我们能够使用方法引用，同样也是根据上下文进行推导。
函数式接口是lambda的基础，而方法引用是lambda的优化品。
代码练习
通过对象引用实例方法
@FunctionalInterface
public interface Printable {
// 定义唯一的抽象方法
void print(String str);
}
public class MthodTest2 {
//定义一个方法成员方法，传递一个字符串，把字符串改为大写输出
public void pringUpperCaseString(String str){
System.out.println(str.toUpperCase());
}
}
public class MethodTest {
// 定义一个静态的方法，方法的参数传递一个函数式接口
public static void pringString(Printable p) {
p.print("hello word");
}
public static void main(String[] args) {
// 传统的lambda表达式写法
pringString((String str) -> {
System.out.println(str.toUpperCase());//
/*
* MthodTest2 test2 = new MthodTest2();
* test2.pringUpperCaseString(str);//传值的动作 通过对象调用方法
*/
});
//打印流对象已经确定
PrintStream ps = System.out;
//通过对象引用对应的成员方法
pringString(ps::println);
/**
* 使用方法引用优化lambda
* 1.对象必须是已经存在的
* 2.成员方法也是已经存在的pringUpperCaseString
* 所以我们就可以使用对象名来来引用我们成员方法
*/
// 首先必须是对象已经存在
MthodTest2 test2 = new MthodTest2();
pringString(test2::pringUpperCaseString);
}
}
//在测试类中，定义一个静态方法，静态方法传递一个函数式接口Pringtable，函数式接口当中定义了唯一 -- 抽象方法print，这个print方法接收一个字符串参数，目的就是为了打印接收的字符串参数。通常我们可以使用lambda表达式来实现以上需求，但是经过我们观察，对字符串进行控制台打印输出的操作方案，明明已经有了现成的执行方案中，System.out对象中有一个方法println(String str)，所以我们可以直接通过对象名来引用该方法println来实现再控制台打印输出内容。
'打印流对象已经确定'
'PrintStream ps = System.out;'
'通过对象引用对应的成员方法'
'pringString(ps::println);'
//注意:其中的双冒号::写法，被称为方法引用
通过类名引用静态方法
//定义一个函数式接口
@FunctionalInterface
public interface MathStaticMethodDemo {
// 定义一个静态的方法
double calculateAbs(double d);}
//定义一个测试类
public class MethodStaticDemo {
// 定义一个静态方法，该方法中传递一个函数式接口
public static double calc(double d, MathStaticMethodDemo math) {
return math.calculateAbs(d);
}
public static void main(String[] args) {
// 传统的lambda
double num = calc(-3.14, (d) -> {
return Math.abs(d);
});
System.out.println(num);
/*
* 使用方法引用进行优化lambda
* 首先类名已经确定的
* 类中定义的静态方法是已经确定的
* 使用类名引用类中的静态方法
*/
double d = calc(-3.14, Math::abs);
System.out.println(d);
}}
//备注：lambda表达式写法： d->Math.abs(d);
方法引用写法； Math::abs; 这两种写法是等价的
通过super来引用成员方法
//定义一个父类
public class Animal {
//定义一个成员方法 交流方法
public void talk(){
System.out.println("HELLO 我是一个动物");
}
}
@FunctionalInterface
public interface Meet {
//定义一个抽象方法 見面的抽象方法
abstract void meet();
}
//定义一个子类
public class Cat extends Animal {
//重写父类的方法
@Override
public void talk() {
System.out.println("HELLO 我是一直肥貓");
}
//
public void meet(Meet m) {
m.meet();
}
// 定義一個成員方法 溝通
public void commun() {
//傳統的lambda表達式
meet(()->{
//創建父類對象
//調用父類的方法
Animal animal = new Animal();
animal.talk();
});
//使用父類當中的方法 直接用super來調用
meet(()->{
super.talk();
});
/**
* 使用super关键字来引用成员方法
* super已经存在
* 父类当中的成员方法talk已经存在
* 可以直接使用super引用父类当中的成员方法
*/
meet(super::talk);
}
public static void main(String[] args) {
new Cat().commun();
}
}
通过this
- 通过 thsi来引用本类当中的成员方法 this 指代当前对象,如果需要引用的方法就是本类当中的成员方法，那么可以使用 this::成员方法
@FunctionalInterface
public interface Study {
// 定义一个学习的抽象方法
void study();
}
//定义一个学上类
public class Student {
//定义一个成员方法，方法的参数传递一个函数式接口study
public void study(Study study){
study.study();
}
//定义一个work方法
public void work(){
System.out.println("我今天很开心呢，因为我今天学习了");
}
//定义一个成员方法快乐的方法
public void toHapy(){
//传统的lambda表达式
study(()->{
new Student().work();
});
//使用this关键字优化lambda
study(this::work);
}
public static void main(String[] args) {
new Student().toHapy();
}
}
构造器引用
public class Person {
private String name;
public String getName() {return name;}
public void setName(String name) {this.name = name;}
public Person(String name) {this.name = name;}
public Person() {}//省略set get toStrig 无参 有参
}
//定义一个函数式接口
@FunctionalInterface
public interface PersonCreate {
// 定义一个抽象方法
Person createPerson(String name);
}
public class Test {// 测试类
// 定义一个方法传入一个函数式接口PersonCreate在传入一个字符串name
private static void printPersonName(String name, PersonCreate create) {
System.out.println(create.createPerson(name).getName());
}
public static void main(String[] args) {
// 使用传统的方式lambda表达式
printPersonName("王蛋", name -> new Person(name));
// 使用构造器引用lambda表达式
printPersonName("王蛋", Person::new);
/**
* lambda表达式 name->new Person(name)
* 方法引用 Person::new
*/
}
}
数组构造器引用
//定义一个函数式接口
@FunctionalInterface
public interface BuilderArrays {
// 定义唯一的抽象方法
int[] buildArrays(int length);
}
//测试类
public class Test {
// 定义一个方法方法中传递一个函数式接口,还要传递一个数组的长度
public static int[] initArrays(int length, BuilderArrays builderArrays) {
return builderArrays.buildArrays(length);
}
public static void main(String[] args) {
//先使用lambda表达式来写
int[] arr1 = initArrays(10, length->{
return new int[length];
});
System.out.println(arr1.length);
//数组构造器引用优化lambda表达式
int[] arr = initArrays(10, int[]::new);
System.out.println(arr.length);
/**
* lambda表达式 length -> new int [length]
* 方法引用 int[]::new
* 这两种写法是等价的
*/
}
}
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