函数式编程还可以这样玩儿？

Posted 2021-04-09 编程牧马人

优质项目，及时送达

-----

使用Lambda表达式，我们就可以不必编写FunctionalInterface接口的实现类，从而简化代码：

Arrays.sort(array, (s1, s2) -> {
    return s1.compareTo(s2);
});

静态方法引用

实际上，除了Lambda表达式，我们还可以直接传入方法引用。例如：

import java.util.Arrays;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] array = new String[] { "Apple", "Orange", "Banana", "Lemon" };
        Arrays.sort(array, Main::cmp);
        System.out.println(String.join(", ", array));
    }

    static int cmp(String s1, String s2) {
        return s1.compareTo(s2);
    }
}

上述代码在Arrays.sort()中直接传入了静态方法cmp的引用，用Main::cmp表示。

因此，所谓方法引用，是指如果某个方法签名和接口恰好一致，就可以直接传入方法引用。

因为Comparator<String>接口定义的方法是int compare(String, String)，和静态方法int cmp(String, String)相比，除了方法名外，方法参数一致，返回类型相同，因此，我们说两者的方法签名一致，可以直接把方法名作为Lambda表达式传入：

Arrays.sort(array, Main::cmp);

注意：在这里，方法签名只看参数类型和返回类型，不看方法名称，也不看类的继承关系。

实例方法引用

我们再看看如何引用实例方法。如果我们把代码改写如下：

import java.util.Arrays;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] array = new String[] { "Apple", "Orange", "Banana", "Lemon" };
        Arrays.sort(array, String::compareTo);
        System.out.println(String.join(", ", array));
    }
}

不但可以编译通过，而且运行结果也是一样的，这说明String.compareTo()方法也符合Lambda定义。

观察String.compareTo()的方法定义：

public final class String {
    public int compareTo(String o) {
        ...
    }
}

这个方法的签名只有一个参数，为什么和int Comparator<String>.compare(String, String)能匹配呢？

因为实例方法有一个隐含的this参数，String类的compareTo()方法在实际调用的时候，第一个隐含参数总是传入this，相当于静态方法：

public static int compareTo(this, String o);

所以，String.compareTo()方法也可作为方法引用传入。

构造方法引用

除了可以引用静态方法和实例方法，我们还可以引用构造方法。

我们来看一个例子：如果要把一个List<String>转换为List<Person>，应该怎么办？

class Person {
    String name;
    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }
}
 
List<String> names = List.of("Bob", "Alice", "Tim");
List<Person> persons = ???

传统的做法是先定义一个ArrayList<Person>``，然后用for循环填充这个List`：

List<String> names = List.of("Bob", "Alice", "Tim");
List<Person> persons = new ArrayList<>();
for (String name : names) {
    persons.add(new Person(name));
}

要更简单地实现String到Person的转换，我们可以引用Person的构造方法：

// 引用构造方法
import java.util.*;
import java.util.stream.*;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = List.of("Bob", "Alice", "Tim");
        List<Person> persons = names.stream().map(Person::new).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(persons);
    }
}

class Person {
    String name;
    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String toString() {
        return "Person:" + this.name;
    }
}

后面我们会讲到Stream的map()方法。现在我们看到，这里的map()需要传入的FunctionalInterface的定义是：

@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);
}

把泛型对应上就是方法签名Person apply(String)，即传入参数String，返回类型Person。而Person类的构造方法恰好满足这个条件，因为构造方法的参数是String，而构造方法虽然没有return语句，但它会隐式地返回this实例，类型就是Person，因此，此处可以引用构造方法。构造方法的引用写法是类名::new，因此，此处传入Person::new。

「自我总结：自我总结：构造方法引用，顾名思义以就是把构造函数引入另一个函数中当参数，观察map中需要传入函数的符合定义Function<T,R>{R apply(T t)},T是参数类型，R是返回类型，Person类的构造函数public Person(String name)返回一个this实例，即新的对象，正符合这一定义,此处可以引用构造函数。实例方法引用是指如果某个方法签名和接口恰好一致，就可以直接传入方法引用，该引入需要满足方法参数一致，返回类型相同即可，注意实例方法中自带this参数。」

小结

FunctionalInterface允许传入：

• 接口的实现类（传统写法，代码较繁琐）；
• Lambda表达式（只需列出参数名，由编译器推断类型）；
• 符合方法签名的静态方法；
• 符合方法签名的实例方法（实例类型被看做第一个参数类型）；
• 符合方法签名的构造方法（实例类型被看做返回类型）。
• FunctionalInterface不强制继承关系，不需要方法名称相同，只要求方法参数（类型和数量）与方法返回类型相同，即认为方法签名相同。

文案@牧马人  编辑@牧马人