常用函数式接口

Posted 2021-12-28 heliusking

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。 下面是简单的几个接口及使用示例。

Supplier接口

java.util.function.Supplier<T> 接口仅包含一个无参的方法： T get() 。用来获取一个泛型参数指定类型的对 象数据。由于这是一个函数式接口，这也就意味着对应的Lambda表达式需要“对外提供”一个符合泛型类型的对象 数据

/*
    常用的函数式接口
    java.util.function.Supplier<T>接口仅包含一个无参的方法：T get()。用来获取一个泛型参数指定类型的对象数据。

    Supplier<T>接口被称之为生产型接口,指定接口的泛型是什么类型,那么接口中的get方法就会生产什么类型的数据
 */
public class Demo01Supplier 
    //定义一个方法,方法的参数传递Supplier<T>接口,泛型执行String,get方法就会返回一个String
    public static String getString(Supplier<String> sup)
        return sup.get();
    

    public static void main(String[] args) 
        //调用getString方法,方法的参数Supplier是一个函数式接口,所以可以传递Lambda表达式
        String s = getString(()->
            //生产一个字符串,并返回
            return "胡歌";
        );
        System.out.println(s);

        //优化Lambda表达式
        String s2 = getString(()->"胡歌");
        System.out.println(s2);
    

练习：求数组元素最大值

题目

使用 Supplier 接口作为方法参数类型，通过Lambda表达式求出int数组中的大值。提示：接口的泛型请使用 java.lang.Integer 类。

解答

*
    练习：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。
 */
public class Demo02Test 
   //定义一个方法,用于获取int类型数组中元素的最大值,方法的参数传递Supplier接口,泛型使用Integer
   public static int getMax(Supplier<Integer> sup)
       return sup.get();
   

    public static void main(String[] args) 
        //定义一个int类型的数组,并赋值
        int[] arr = 100,0,-50,880,99,33,-30;
        //调用getMax方法,方法的参数Supplier是一个函数式接口,所以可以传递Lambda表达式
        int maxValue = getMax(()->
            //获取数组的最大值,并返回
            //定义一个变量,把数组中的第一个元素赋值给该变量,记录数组中元素的最大值
            int max = arr[0];
            //遍历数组,获取数组中的其他元素
            for (int i : arr) 
                //使用其他的元素和最大值比较
                if(i>max)
                    //如果i大于max,则替换max作为最大值
                    max = i;
                
            
            //返回最大值
            return max;
        );
        System.out.println("数组中元素的最大值是:"+maxValue);
    

Consumer接口

java.util.function.Consumer<T> 接口则正好与Supplier接口相反，它不是生产一个数据，而是消费一个数据， 其数据类型由泛型决定。

抽象方法：accept

Consumer 接口中包含抽象方法 void accept(T t) ，意为消费一个指定泛型的数据。基本使用如：

/*
    java.util.function.Consumer<T>接口则正好与Supplier接口相反，
        它不是生产一个数据，而是消费一个数据，其数据类型由泛型决定。
    Consumer接口中包含抽象方法void accept(T t)，意为消费一个指定泛型的数据。

   Consumer接口是一个消费型接口,泛型执行什么类型,就可以使用accept方法消费什么类型的数据
   至于具体怎么消费(使用),需要自定义(输出,计算....)
 */
public class Demo01Consumer 
    /*
        定义一个方法
        方法的参数传递一个字符串的姓名
        方法的参数传递Consumer接口,泛型使用String
        可以使用Consumer接口消费字符串的姓名
     */
    public static void method(String name, Consumer<String> con)
        con.accept(name);
    

    public static void main(String[] args) 
        //调用method方法,传递字符串姓名,方法的另一个参数是Consumer接口,是一个函数式接口,所以可以传递Lambda表达式
        method("赵丽颖",(String name)->
            //对传递的字符串进行消费
            //消费方式:直接输出字符串
            //System.out.println(name);

            //消费方式:把字符串进行反转输出
            String reName = new StringBuffer(name).reverse().toString();
            System.out.println(reName);
        );
    

当然，更好的写法是使用方法引用

Consumer接口中还有一个默认方法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：

    default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after) 
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t) ->  accept(t); after.accept(t); ;
    

备注： java.util.Objects 的 requireNonNull 静态方法将会在参数为null时主动抛出 NullPointerException 异常。这省去了重复编写if语句和抛出空指针异常的麻烦。

下面来举例说明用法：

import java.util.function.Consumer;

/*
   Consumer接口的默认方法andThen
   作用:需要两个Consumer接口,可以把两个Consumer接口组合到一起,在对数据进行消费

   例如:
    Consumer<String> con1
    Consumer<String> con2
    String s = "hello";
    con1.accept(s);
    con2.accept(s);
    连接两个Consumer接口  再进行消费
    con1.andThen(con2).accept(s); 谁写前边谁先消费
*/
public class Demo02AndThen 
    //定义一个方法,方法的参数传递一个字符串和两个Consumer接口,Consumer接口的泛型使用字符串
    public static void method(String s, Consumer<String> con1 ,Consumer<String> con2)
        //con1.accept(s);
        //con2.accept(s);
        //使用andThen方法,把两个Consumer接口连接到一起,在消费数据
        con1.andThen(con2).accept(s);//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) 
        //调用method方法,传递一个字符串,两个Lambda表达式
        method("Hello",
                (t)->
                    //消费方式:把字符串转换为大写输出
                    System.out.println(t.toUpperCase());
                ,
                (t)->
                    //消费方式:把字符串转换为小写输出
                    System.out.println(t.toLowerCase());
                );
    

输出结果：

HELLO
hello

再举一个例子：

package com.itheima.demo05.Consumer;

import java.util.function.Consumer;

/*
    练习:
        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，
        将两个Consumer接口按照顺序“拼接”到一起。
 */
public class Demo03Test 
    //定义一个方法,参数传递String类型的数组和两个Consumer接口,泛型使用String
    public static void printInfo(String[] arr, Consumer<String> con1,Consumer<String> con2)
        //遍历字符串数组
        for (String message : arr) 
            //使用andThen方法连接两个Consumer接口,消费字符串
            con1.andThen(con2).accept(message);
        
    

    public static void main(String[] args) 
        //定义一个字符串类型的数组
        String[] arr =  "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男" ;

        //调用printInfo方法,传递一个字符串数组,和两个Lambda表达式
        printInfo(arr,(message)->
            //消费方式:对message进行切割,获取姓名,按照指定的格式输出
            String name = message.split(",")[0];
            System.out.print("姓名: "+name);
        ,(message)->
            //消费方式:对message进行切割,获取年龄,按照指定的格式输出
            String age = message.split(",")[1];
            System.out.println("。年龄: "+age+"。");
        );
        
    

Predicate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<T> 接口。

抽象方法：test

import java.util.function.Predicate;
/*
    java.util.function.Predicate<T>接口
    作用:对某种数据类型的数据进行判断,结果返回一个boolean值

    Predicate接口中包含一个抽象方法：
        boolean test(T t):用来对指定数据类型数据进行判断的方法
            结果:
                符合条件,返回true
                不符合条件,返回false
*/
public class Demo01Predicate 
    /*
        定义一个方法
        参数传递一个String类型的字符串
        传递一个Predicate接口,泛型使用String
        使用Predicate中的方法test对字符串进行判断,并把判断的结果返回
     */
    public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre)
        return  pre.test(s);
    

    public static void main(String[] args) 
        String s = "abcdef";
        boolean b = checkString(s,str->str.length()>5);
        System.out.println(b);
    

条件判断的标准是传入的Lambda表达式逻辑，只要字符串长度大于5则认为很长。

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：

    default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) 
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) && other.test(t);
    
// 方法内部的两个判断条件,也是使用&&运算符连接起来的，我们平时在判断并且这种关系时，也是用的&&

如果要判断一个字符串既要包含大写“H”，又要包含大写“W”，那么：

/*
    需求:判断一个字符串,有两个判断的条件
        1.判断字符串的长度是否大于5
        2.判断字符串中是否包含a
    两个条件必须同时满足,我们就可以使用&&运算符连接两个条件
 */
public class Demo02Predicate_and 
    /*
        定义一个方法,方法的参数,传递一个字符串
        传递两个Predicate接口
            一个用于判断字符串的长度是否大于5
            一个用于判断字符串中是否包含a
            两个条件必须同时满足
     */
    public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre1,Predicate<String> pre2)
        //return pre1.test(s) && pre2.test(s);
        return pre1.and(pre2).test(s);//等价于return pre1.test(s) && pre2.test(s);
    

    public static void main(String[] args) 
        //定义一个字符串
        String s = "abcdef";
        //调用checkString方法,参数传递字符串和两个Lambda表达式
        boolean b = checkString(s,(String str)->
            //判断字符串的长度是否大于5
            return str.length()>5;
        ,(String str)->
            //判断字符串中是否包含a
            return str.contains("a");
        );
        System.out.println(b);
    

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：

    default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) 
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) || other.test(t);
    
// 底层用||来实现

默认方法：negate

JDK源码：

    default Predicate<T> negate() 
        return (t) -> !test(t);
    
// 取反，要在调用抽象方法前调用该方法

举例：

import java.util.function.Predicate;

/*
    需求:判断一个字符串长度是否大于5
        如果字符串的长度大于5,那返回false
        如果字符串的长度不大于5,那么返回true
    所以我们可以使用取反符号!对判断的结果进行取反
 */
public class Demo04Predicate_negate 
    /*
           定义一个方法,方法的参数,传递一个字符串
           使用Predicate接口判断字符串的长度是否大于5
    */
    public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre)
        //return !pre.test(s);
        return  pre.negate().test(s);//等效于return !pre.test(s);
    

    public static void main(String[] args) 
        //定义一个字符串
        String s = "abc";
        //调用checkString方法,参数传递字符串和Lambda表达式
        boolean b = checkString(s,(String str)->
            //判断字符串的长度是否大于5,并返回结果
            return str.length()>5;
        );
        System.out.println(b);
    

Function接口

java.util.function.Function<T,R> 接口用来根据一个类型的数据得到另一个类型的数据，前者称为前置条件， 后者称为后置条件

抽象方法：apply

Function 接口中主要的抽象方法为： R apply(T t) ，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。

import java.util.function.Function;
/*
    java.util.function.Function<T,R>接口用来根据一个类型的数据得到另一个类型的数据，
        前者称为前置条件，后者称为后置条件。
    Function接口中最主要的抽象方法为：R apply(T t)，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。
 */
public class Demo01Function 
    /*
        定义一个方法
        方法的参数传递一个字符串类型的整数
        方法的参数传递一个Function接口,泛型使用<String,Integer>
        使用Function接口中的方法apply,把字符串类型的整数,转换为Integer类型的整数
     */
    public static void change(String s, Function<String,Integer> fun)
        //Integer in = fun.apply(s);
        int in = fun.apply(s);//自动拆箱 Integer->int
        System.out.println(in);
    

    public static void main(String[] args) 
        //定义一个字符串类型的整数
        String s = "1234";
        //调用change方法,传递字符串类型的整数,和Lambda表达式
        change(s,(String str)->
            //把字符串类型的整数,转换为Integer类型的整数返回
            return Integer.parseInt(str);
        );
        //优化Lambda
        change(s,str->Integer.parseInt(str));
    

默认方法：andThen

举例：

import java.util.function.Function;

/*
    Function接口中的默认方法andThen:用来进行组合操作

    需求:
        把String类型的"123",转换为Inteter类型,把转换后的结果加10
        把增加之后的Integer类型的数据,转换为String类型

    分析:
        转换了两次
        第一次是把String类型转换为了Integer类型
            所以我们可以使用Function<String,Integer> fun1
                Integer i = fun1.apply("123")+10;
        第二次是把Integer类型转换为String类型
            所以我们可以使用Function<Integer,String> fun2
                String s = fun2.apply(i);
        我们可以使用andThen方法,把两次转换组合在一起使用
            String s = fun1.andThen(fun2).apply("123");
            fun1先调用apply方法,把字符串转换为Integer
            fun2再调用apply方法,把Integer转换为字符串
 */
public class Demo02Function_andThen 
    /*
        定义一个方法
        参数串一个字符串类型的整数
        参数再传递两个Function接口
            一个泛型使用Function<String,Integer>
            一个泛型使用Function<Integer,String>
     */
    public static void change(String s, Function<String,Integer> fun1,Function<Integer,String> fun2)
        String ss = fun1.andThen(fun2).apply(s);
        System.out.println(ss);
    

    public static void main(String[] args) 
        //定义一个字符串类型的整数
        String s = "123";
        //调用change方法,传递字符串和两个Lambda表达式
        change(s,(String str)->
            //把字符串转换为整数+10
            return Integer.parseInt(str)+10;
        ,(Integer i)->
            //把整数转换为字符串
            return i+"";
        );

        //优化Lambda表达式
        change(s,str->Integer.parseInt(str)+10,i->i+"");