Java8中怎么利用Stream實(shí)現函數式接口

這期內容當中小編將會(huì )給大家帶來(lái)有關(guān)Java8中怎么利用Stream實(shí)現函數式接口，文章內容豐富且以專(zhuān)業(yè)的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

函數式接口

什么是函數式接口？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是只有一個(gè)抽象函數的接口。為了使得函數式接口的定義更加規范，java8 提供了@FunctionalInterface 注解告訴編譯器在編譯器去檢查函數式接口的合法性，以便在編譯器在編譯出錯時(shí)給出提示。為了更加規范定義函數接口，給出如下函數式接口定義規則：

•  有且僅有一個(gè)抽象函數

•  必須要有@FunctionalInterface 注解

•  可以有默認方法

可以看出函數式接口的編寫(xiě)定義非常簡(jiǎn)單，不知道大家有沒(méi)有注意到，其實(shí)我們經(jīng)常會(huì )用到函數式接口，如Runnable 接口，它就是一個(gè)函數式接口：

@FunctionalInterface  public interface Runnable {      /**       * When an object implementing interface <code>Runnable</code> is used       * to create a thread, starting the thread causes the object's       * <code>run</code> method to be called in that separately executing       * thread.       * <p>       * The general contract of the method <code>run</code> is that it may       * take any action whatsoever.       *       * @see     java.lang.Thread#run()       */      public abstract void run();  }

過(guò)去我們會(huì )使用匿名內部類(lèi)來(lái)實(shí)現線(xiàn)程的執行體：

new Thread(new Runnable() {              @Override              public void run() {                  System.out.println("Hello FunctionalInterface");              }          }).start();

現在我們使用Lambda 表達式，這里函數式接口的使用沒(méi)有體現函數式編程思想，這里輸出字符到標準輸出流中，產(chǎn)生了副作用，起到了簡(jiǎn)化代碼的作用，當然還有裝B。

new Thread(()->{             System.out.println("Hello FunctionalInterface");         }).start();

Java8 util.function 包下自帶了43個(gè)函數式接口，大體分為以下幾類(lèi)：

•  Consumer 消費接口

•  Function 功能接口

•  Operator 操作接口

•  Predicate 斷言接口

•  Supplier 生產(chǎn)接口

其他接口都是在此基礎上變形定制化罷了。

函數式接口詳細介紹

這里只介紹最基礎的函數式接口，至于它的變體只要明白了基礎自然就能夠明白。前篇：玩轉Java8中的 Stream 之從零認識 Stream

Consumer

消費者接口，就是用來(lái)消費數據的。

@FunctionalInterface  public interface Consumer<T> {      /**       * Performs this operation on the given argument.       *       * @param t the input argument       */      void accept(T t);      /**       * Returns a composed {@code Consumer} that performs, in sequence, this       * operation followed by the {@code after} operation. If performing either       * operation throws an exception, it is relayed to the caller of the       * composed operation.  If performing this operation throws an exception,       * the {@code after} operation will not be performed.       *       * @param after the operation to perform after this operation       * @return a composed {@code Consumer} that performs in sequence this       * operation followed by the {@code after} operation       * @throws NullPointerException if {@code after} is null       */      default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after) {          Objects.requireNonNull(after);          return (T t) -> { accept(t); after.accept(t); };      }  }

Consumer 接口中有accept 抽象方法，accept接受一個(gè)變量，也就是說(shuō)你在使用這個(gè)函數式接口的時(shí)候，給你提供了數據，你只要接收使用就可以了；andThen 是一個(gè)默認方法，接受一個(gè)Consumer 類(lèi)型，當你對一個(gè)數據使用一次還不夠爽的時(shí)候，你還能再使用一次，當然你其實(shí)可以爽無(wú)數次，只要一直使用andThan方法。

Function

何為Function呢？比如電視機，給你帶來(lái)精神上的愉悅，但是它需要用電啊，電視它把電轉換成了你荷爾蒙，這就是Function，簡(jiǎn)單電說(shuō)，Function 提供一種轉換功能。

@FunctionalInterface  public interface Function<T, R> {      /**       * Applies this function to the given argument.       *       * @param t the function argument       * @return the function result       */      R apply(T t);      /**       * Returns a composed function that first applies the {@code before}       * function to its input, and then applies this function to the result.       * If evaluation of either function throws an exception, it is relayed to       * the caller of the composed function.       *       * @param <V> the type of input to the {@code before} function, and to the       *           composed function       * @param before the function to apply before this function is applied       * @return a composed function that first applies the {@code before}       * function and then applies this function       * @throws NullPointerException if before is null       *       * @see #andThen(Function)       */      default <V> Function<V, R> compose(Function<? super V, ? extends T> before) {          Objects.requireNonNull(before);          return (V v) -> apply(before.apply(v));      }      /**       * Returns a composed function that first applies this function to       * its input, and then applies the {@code after} function to the result.       * If evaluation of either function throws an exception, it is relayed to       * the caller of the composed function.       *       * @param <V> the type of output of the {@code after} function, and of the       *           composed function       * @param after the function to apply after this function is applied       * @return a composed function that first applies this function and then       * applies the {@code after} function       * @throws NullPointerException if after is null       *       * @see #compose(Function)       */      default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {          Objects.requireNonNull(after);          return (T t) -> after.apply(apply(t));      }      /**       * Returns a function that always returns its input argument.       *       * @param <T> the type of the input and output objects to the function       * @return a function that always returns its input argument       */      static <T> Function<T, T> identity() {          return t -> t;      }  }

Function 接口 最主要的就是apply 函數，apply 接受T類(lèi)型數據并返回R類(lèi)型數據，就是將T類(lèi)型的數據轉換成R類(lèi)型的數據，它還提供了compose、andThen、identity 三個(gè)默認方法，compose 接受一個(gè)Function，andThen也同樣接受一個(gè)Function，這里的andThen 與Consumer 的andThen 類(lèi)似，在apply之后在apply一遍，compose 則與之相反，在apply之前先apply（這兩個(gè)apply具體處理內容一般是不同的），identity 起到了類(lèi)似海關(guān)的作用，外國人想要運貨進(jìn)來(lái)，總得交點(diǎn)稅吧，然后貨物才能安全進(jìn)入中國市場(chǎng)，當然了想不想收稅還是你說(shuō)了算的:。

Operator

可以簡(jiǎn)單理解成算術(shù)中的各種運算操作，當然不僅僅是運算這么簡(jiǎn)單，因為它只定義了運算這個(gè)定義，但至于運算成什么樣你說(shuō)了算。由于沒(méi)有最基礎的Operator，這里將通過(guò) BinaryOperator、IntBinaryOperator來(lái)理解Operator 函數式接口，先從簡(jiǎn)單的IntBinaryOperator開(kāi)始。

IntBinaryOperator

從名字可以知道，這是一個(gè)二元操作，并且是Int 類(lèi)型的二元操作，那么這個(gè)接口可以做什么呢，除了加減乘除，還可以可以實(shí)現平方（兩個(gè)相同int 數操作起來(lái)不就是平方嗎），還是先看看它的定義吧：

@FunctionalInterface  public interface IntBinaryOperator {      /**       * Applies this operator to the given operands.      *       * @param left the first operand      * @param right the second operand       * @return the operator result       */      int applyAsInt(int left, int right);  }

IntBinaryOperator 接口內只有一個(gè)applyAsInt 方法，其接收兩個(gè)int 類(lèi)型的參數，并返回一個(gè)int 類(lèi)型的結果，其實(shí)這個(gè)跟Function 接口的apply 有點(diǎn)像，但是這里限定了，只能是int類(lèi)型。

BinaryOperator

BinaryOperator 二元操作，看起來(lái)它和IntBinaryOperator 是父子關(guān)系，實(shí)際上這兩者沒(méi)有半點(diǎn)關(guān)系，但他們在功能上還是有相似之處的：

@FunctionalInterface  public interface BinaryOperator<T> extends BiFunction<T,T,T> {      /**       * Returns a {@link BinaryOperator} which returns the lesser of two elements       * according to the specified {@code Comparator}.      *       * @param <T> the type of the input arguments of the comparator       * @param comparator a {@code Comparator} for comparing the two values       * @return a {@code BinaryOperator} which returns the lesser of its operands,       *         according to the supplied {@code Comparator}       * @throws NullPointerException if the argument is null       */      public static <T> BinaryOperator<T> minBy(Comparator<? super T> comparator) {          Objects.requireNonNull(comparator);          return (a, b) -> comparator.compare(a, b) <= 0 ? a : b;      }      /**       * Returns a {@link BinaryOperator} which returns the greater of two elements       * according to the specified {@code Comparator}.       *       * @param <T> the type of the input arguments of the comparator       * @param comparator a {@code Comparator} for comparing the two values       * @return a {@code BinaryOperator} which returns the greater of its operands,       *         according to the supplied {@code Comparator}       * @throws NullPointerException if the argument is null       */      public static <T> BinaryOperator<T> maxBy(Comparator<? super T> comparator) {          Objects.requireNonNull(comparator);          return (a, b) -> comparator.compare(a, b) >= 0 ? a : b;      }  }

BinaryOperator 是 BiFunction 生的，而IntBinaryOperator 是從石頭里蹦出來(lái)的，BinaryOperator 自身定義了minBy、maxBy默認方法，并且參數都是Comparator，就是根據傳入的比較器的比較規則找出最小最大的數據。

Predicate

斷言、判斷，對輸入的數據根據某種標準進(jìn)行評判，最終返回boolean值：

@FunctionalInterface  public interface Predicate<T> {      /**       * Evaluates this predicate on the given argument.       *      * @param t the input argument       * @return {@code true} if the input argument matches the predicate,       * otherwise {@code false}       */      boolean test(T t);      /**       * Returns a composed predicate that represents a short-circuiting logical       * AND of this predicate and another.  When evaluating the composed       * predicate, if this predicate is {@code false}, then the {@code other}       * predicate is not evaluated.       *       * <p>Any exceptions thrown during evaluation of either predicate are relayed       * to the caller; if evaluation of this predicate throws an exception, the       * {@code other} predicate will not be evaluated.       *       * @param other a predicate that will be logically-ANDed with this       *              predicate       * @return a composed predicate that represents the short-circuiting logical       * AND of this predicate and the {@code other} predicate       * @throws NullPointerException if other is null       */      default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {          Objects.requireNonNull(other);          return (t) -> test(t) && other.test(t);      }      /**       * Returns a predicate that represents the logical negation of this       * predicate.       *       * @return a predicate that represents the logical negation of this       * predicate       */      default Predicate<T> negate() {          return (t) -> !test(t);      }      /**       * Returns a composed predicate that represents a short-circuiting logical       * OR of this predicate and another.  When evaluating the composed       * predicate, if this predicate is {@code true}, then the {@code other}       * predicate is not evaluated.       *       * <p>Any exceptions thrown during evaluation of either predicate are relayed       * to the caller; if evaluation of this predicate throws an exception, the       * {@code other} predicate will not be evaluated.       *       * @param other a predicate that will be logically-ORed with this       *              predicate       * @return a composed predicate that represents the short-circuiting logical       * OR of this predicate and the {@code other} predicate       * @throws NullPointerException if other is null       */      default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {          Objects.requireNonNull(other);          return (t) -> test(t) || other.test(t);      }      /**       * Returns a predicate that tests if two arguments are equal according       * to {@link Objects#equals(Object, Object)}.       *       * @param <T> the type of arguments to the predicate       * @param targetRef the object reference with which to compare for equality,       *               which may be {@code null}       * @return a predicate that tests if two arguments are equal according       * to {@link Objects#equals(Object, Object)}       */      static <T> Predicate<T> isEqual(Object targetRef) {          return (null == targetRef)                  ? Objects::isNull                  : object -> targetRef.equals(object);      }  }

Predicate的test 接收T類(lèi)型的數據，返回 boolean 類(lèi)型，即對數據進(jìn)行某種規則的評判，如果符合則返回true，否則返回false；Predicate接口還提供了 and、negate、or，與 取反 或等，isEqual 判斷兩個(gè)參數是否相等等默認函數。

Supplier

生產(chǎn)、提供數據：

@FunctionalInterface  public interface Supplier<T> {      /**       * Gets a result.       *       * @return a result       */      T get();  }

非常easy，get方法返回一個(gè)T類(lèi)數據，可以提供重復的數據，或者隨機種子都可以，就這么簡(jiǎn)單。

函數式接口實(shí)戰

Consumer

Consumer 用的太多了，不想說(shuō)太多，如下：

public class Main {      public static void main(String[] args) {        Stream.of(1,2,3,4,5,6)                  .forEach(integer -> System.out.println(integer)); //輸出1，2，3，4，5，6      }  }

這里使用標準輸出，還是產(chǎn)生了副作用，但是這種程度是可以允許的

Function

1.轉換，將字符串轉成長(cháng)度

public class Main {      public static void main(String[] args) {         Stream.of("hello","FunctionalInterface")                  .map(e->e.length())                  .forEach(System.out::println);      }  }

2.運算

public class FunctionTest {      public static void main(String[] args) {           public static void main(String[] args) {          Function<Integer, Integer> square = integer -> integer * integer; //定義平方運算          List<Integer> list = new ArrayList<>();          list.add(1);          list.add(2);          list.add(3);          list.add(4);         list.stream()                  .map(square.andThen(square)) //四次方                  .forEach(System.out::println);         System.out.println("------");          list.stream()                  .map(square.compose(e -> e - 1)) //減一再平方                  .forEach(System.out::println);          System.out.println("------");          list.stream().map(square.andThen(square.compose(e->e/2))) //先平方然后除2再平方                  .forEach(System.out::println);      }  }

結果如圖：

Operator

1.BinaryOperator

這里實(shí)現找最大值：

public class BinaryOperatorTest {      public static void main(String[] args) {          Stream.of(2,4,5,6,7,1)                  .reduce(BinaryOperator.maxBy(Comparator.comparingInt(Integer::intValue))).ifPresent(System.out::println);      }  }

Comparator 后期會(huì )講到

2.IntOperator

這里實(shí)現累加功能：

public class BinaryOperatorTest {      public static void main(String[] args) {          IntBinaryOperator intBinaryOperator = (e1, e2)->e1+e2; //定義求和二元操作          IntStream.of(2,4,5,6,7,1)                  .reduce(intBinaryOperator).ifPresent(System.out::println);      }  }

Predicate

篩選出大于0最小的兩個(gè)數

public class Main {      public static void main(String[] args) {          IntStream.of(200,45,89,10,-200,78,94)                  .filter(e->e>0) //過(guò)濾小于0的數                  .sorted() //自然順序排序                  .limit(2) //取前兩個(gè)                  .forEach(System.out::println);      }  }

Supplier

這里一直生產(chǎn)2這個(gè)數字，為了能停下來(lái)，使用limit

public class Main {      public static void main(String[] args) {          Stream.generate(()->2)                  .limit(10)                  .forEach(System.out::println);      }  }

如圖：