Java 之 方法引用

Posted 2022-12-10 niujifei

方法引用

一、冗余的Lambda场景

　　来看一个简单的函数式接口以应用Lambda表达式：

1 @FunctionalInterface
2 public interface Printable 
3     void print(String str);
4 

 

　　在 Printable 接口当中唯一的抽象方法 print 接收一个字符串参数，目的就是为了打印显示它。那么通过Lambda来使用它的代码很简单：

1 public class Demo01PrintSimple 
2 　　private static void printString(Printable data) 
3 　　　　data.print("Hello, World!");
4 　　 
5 　　public static void main(String[] args) 
6 　　　　printString(s ‐> System.out.println(s));
7 　　
8 

 　　其中 printString 方法只管调用 Printable 接口的 print 方法，而并不管 print 方法的具体实现逻辑会将字符串打印到什么地方去。

　  而 main 方法通过Lambda表达式指定了函数式接口 Printable 的具体操作方案为：拿到String（类型可推导，所以可省略）数据后，在控制台中输出它。

二、问题分析

　　这段代码的问题在于，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实现，那就是 System.out对象中的 println(String) 方法。

　  既然Lambda希望做的事情就是调用 println(String) 方法，那何必自己手动调用呢？

三、用方法引用改进代码

　　能否省去Lambda的语法格式（尽管它已经相当简洁）呢？只要“引用”过去就好了： 

1  public class DemoPrintRef 
2         private static void printString(Printable data) 
3             data.print("Hello, World!");
4          
5         public static void main(String[] args) 
6             printString(System.out::println);
7         
8     

　　请注意其中的双冒号 :: 写法，这被称为“方法引用”，而双冒号是一种新的语法。

四、方法引用符

　　双冒号 :: 为引用运算符，而它所在的表达式被称为方法引用。如果Lambda要表达的函数方案已经存在于某个方法的实现中，那么则可以通过双冒号来引用该方法作为Lambda的替代者。

　　1、语义分析

　　　　　　例如上例中， System.out 对象中有一个重载的 println(String) 方法恰好就是我们所需要的。那么对于printString 方法的函数式接口参数，对比下面两种写法，完全等效：

• • •   Lambda表达式写法： s -> System.out.println(s);
      
    •   方法引用写法： System.out::println
      

　　　　　　 第一种语义是指：拿到参数之后经Lambda之手，继而传递给 System.out.println 方法去处理。

　　　　　　第二种等效写法的语义是指：直接让 System.out 中的 println 方法来取代Lambda。两种写法的执行效果完全样，而第二种方法引用的写法复用了已有方案，更加简洁

　　　　　　注意：Lambda 中 传递的参数 一定是方法引用中 的那个方法可以接收的类型,否则会抛出异常

　　2、推导与省略

　　　　　　如果使用Lambda，那么根据“可推导就是可省略”的原则，无需指定参数类型，也无需指定的重载形式——它们都将被自动推导。而如果使用方法引用，也是同样可以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的孪生兄弟。

　　　　 下面这段代码将会调用 println 方法的不同重载形式，将函数式接口改为int类型的参数：

1 @FunctionalInterface
2 public interface PrintableInteger 
3     void print(int str);
4 

　　　　　　由于上下文变了之后可以自动推导出唯一对应的匹配重载，所以方法引用没有任何变化：

1  public class DemoPrintOverload 
2         private static void printInteger(PrintableInteger data) 
3             data.print(1024);
4          
5         public static void main(String[] args) 
6             printInteger(System.out::println);
7         
8     

　　　　　这次方法引用将会自动匹配到 println(int) 的重载形式 

五、通过对象名引用成员方法

　　这是最常见的一种用法，与上例相同。如果一个类中已经存在了一个成员方法：

1 public class MethodRefObject 
2 　　public void printUpperCase(String str) 
3 　　　　System.out.println(str.toUpperCase());
4 　　
5 

　　函数式接口仍然定义为：

1 @FunctionalInterface
2 public interface Printable 
3 　　void print(String str);
4 

 

　　那么当需要使用这个 printUpperCase 成员方法来替代 Printable 接口的Lambda的时候，已经具有了MethodRefObject 类的对象实例，则可以通过对象名引用成员方法，代码为：

1 public class DemoMethodRef 
2 　　private static void printString(Printable lambda) 
3 　　　　lambda.print("Hello");
4 　　 
5 　　public static void main(String[] args) 
6 　　　　MethodRefObject obj = new MethodRefObject();
7 　　　　printString(obj::printUpperCase);
8 　　
9 

 

六、通过类名称引用静态方法

　　由于在 java.lang.Math 类中已经存在了静态方法 abs ，所以当我们需要通过Lambda来调用该方法时，有两种写法。首先是函数式接口：

1 @FunctionalInterface
2 public interface Calcable 
3 　　int calc(int num);
4 

　　第一种写法是使用Lambda表达式：

1 public class DemoLambda 
2 　　private static void method(int num, Calcable lambda) 
3 　　　　System.out.println(lambda.calc(num));
4 　　 
5 　　public static void main(String[] args) 
6 　　　　method(‐10, n ‐> Math.abs(n));
7 　　
8 

　　但是使用方法引用的更好写法是：

1 public class Demo06MethodRef 
2 　　private static void method(int num, Calcable lambda) 
3 　　　　System.out.println(lambda.calc(num));
4 　　
5 　　public static void main(String[] args) 
6 　　　　method(‐10, Math::abs);
7 　　
8 

　　在这个例子中，下面两种写法是等效的：

• • 　Lambda表达式： n -> Math.abs(n)
  •     方法引用： Math::abs 

七、通过super引用成员方法

　　如果存在继承关系，当Lambda中需要出现super调用时，也可以使用方法引用进行替代。首先是函数式接口：

1 @FunctionalInterface
2 public interface Greetable 
3 　　void greet();
4 

　　然后是父类 Human 的内容：

1 public class Human 
2 　　public void sayHello() 
3 　　　　System.out.println("Hello!");
4 　　
5 

 　　最后是子类 Man 的内容，其中使用了Lambda的写法：

 1 public class Man extends Human 
 2         @Override
 3         public void sayHello() 
 4             System.out.println("大家好,我是Man!");
 5          
 6         //定义方法method,参数传递Greetable接口
 7         public void method(Greetable g)
 8             g.greet();
 9          
10         public void show()
11             //调用method方法,使用Lambda表达式
12             method(()‐>
13                     //创建Human对象,调用sayHello方法
14                     new Human().sayHello();
15             );
16             //简化Lambda
17             method(()‐>new Human().sayHello());
18             //使用super关键字代替父类对象
19             method(()‐>super.sayHello());
20         
21     

　　

　　但是如果使用方法引用来调用父类中的 sayHello 方法会更好，例如另一个子类 Woman ：

 1 public class Man extends Human 
 2         @Override
 3         public void sayHello() 
 4             System.out.println("大家好,我是Man!");
 5          
 6         //定义方法method,参数传递Greetable接口
 7         public void method(Greetable g)
 8             g.greet();
 9          
10         public void show()
11             method(super::sayHello);
12         
13     

　　在这个例子中，下面两种写法是等效的：

• • 　Lambda表达式： () -> super.sayHello()
    
  •     方法引用： super::sayHello 

八、通过this引用成员方法

　　this代表当前对象，如果需要引用的方法就是当前类中的成员方法，那么可以使用“this::成员方法”的格式来使用方法引用。首先是简单的函数式接口：

1 @FunctionalInterface
2 public interface Richable 
3 　　void buy();
4 

  　　下面是一个丈夫 Husband 类：

1 public class Husband 
2 　　private void marry(Richable lambda) 
3 　　　　lambda.buy();
4 　　 
5 　　public void beHappy() 
6 　　　　marry(() ‐> System.out.println("买套房子"));
7 　　
8 

 　　开心方法 beHappy 调用了结婚方法 marry ，后者的参数为函数式接口 Richable ，所以需要一个Lambda表达式。
　　但是如果这个Lambda表达式的内容已经在本类当中存在了，则可以对 Husband 丈夫类进行修改：

 1 public class Husband 
 2 　　private void buyHouse() 
 3 　　　　System.out.println("买套房子");
 4 　　 
 5 　　private void marry(Richable lambda) 
 6 　　　　lambda.buy();
 7 　　 
 8 　　public void beHappy() 
 9 　　　　marry(() ‐> this.buyHouse());
10 　　
11 

 

　　如果希望取消掉Lambda表达式，用方法引用进行替换，则更好的写法为：

 1 public class Husband 
 2 　　private void buyHouse() 
 3 　　　　System.out.println("买套房子");
 4 　　 
 5 　　private void marry(Richable lambda) 
 6 　　　　lambda.buy();
 7 　　
 8　　 public void beHappy() 
 9 　　　　marry(this::buyHouse);
10 　　
11 

 

　　在这个例子中，下面两种写法是等效的：

• •    Lambda表达式： () -> this.buyHouse()
    
  •    方法引用： this::buyHouse
    

九、类的构造器引用

　　由于构造器的名称与类名完全一样，并不固定。所以构造器引用使用 类名称::new 的格式表示。首先是一个简单的 Person 类：

 1 public class Person 
 2 　　private String name;
 3 　　　　public Person(String name) 
 4 　　　　this.name = name;
 5  
 6 　　public String getName() 
 7 　　　　return name;
 8  
 9 　　public void setName(String name) 
10 　　　　this.name = name;
11 
12 

 

　　然后是用来创建 Person 对象的函数式接口：

1 public interface PersonBuilder 
2 　　Person buildPerson(String name);
3 

 

　　要使用这个函数式接口，可以通过Lambda表达式：

1 public class DemoLambda 
2 　　public static void printName(String name, PersonBuilder builder) 
3 　　　　System.out.println(builder.buildPerson(name).getName());
4 　　 
5 　　public static void main(String[] args) 
6 　　　　printName("赵丽颖", name ‐> new Person(name));
7 　　
8 

 

　　但是通过构造器引用，有更好的写法：

1 public class Demo10ConstructorRef 
2 　　public static void printName(String name, PersonBuilder builder) 
3 　　　　System.out.println(builder.buildPerson(name).getName());
4 　　 
5 　　public static void main(String[] args) 
6 　　　　printName("赵丽颖", Person::new);
7 　　
8 

　　在这个例子中，下面两种写法是等效的：

• • 　Lambda表达式： name -> new Person(name)
  •    方法引用： Person::new
    
    

十、数组的构造器引用

　　数组也是 Object 的子类对象，所以同样具有构造器，只是语法稍有不同。如果对应到Lambda的使用场景中时，需要一个函数式接口：

1 @FunctionalInterface
2 public interface ArrayBuilder 
3 　　int[] buildArray(int length);
4 

　　在应用该接口的时候，可以通过Lambda表达式：

1 public class DemoArrayInitRef 
2 　　private static int[] initArray(int length, ArrayBuilder builder) 
3 　　　　return builder.buildArray(length);
4 　　 
5 　　public static void main(String[] args) 
6 　　　　int[] array = initArray(10, length ‐> new int[length]);
7 　　
8 

 

　　但是更好的写法是使用数组的构造器引用 ：

1 public class DemoArrayInitRef 
2 　　private static int[] initArray(int length, ArrayBuilder builder) 
3 　　　　return builder.buildArray(length);
4 　　 
5 　　public static void main(String[] args) 
6 　　int[] array = initArray(10, int[]::new);
7 　　
8 

 　　在这个例子中，下面两种写法是等效的：

• • 　 Lambda表达式： length -> new int[length]
  •     方法引用： int[]::new