Java 8 中函数接口分析

xiaoxiao2021-02-28  100

本篇文章先介绍下java 8之前的回调方式。之后分析下函数接口中几个最常用的接口——Predicate, Consumer, Function,以及他们实际的应用

java 8之前的回调主要使用例如,新建一个监听器接口

[java]  view plain  copy /**   *    */   package com.smartchemical.redis_sample.api;      /**   * @author chenshijue   *   */   public interface Listener {              void onMessage();          }   新建一个监听器,并作为参数传递给发送函数

[java]  view plain  copy /**   *    */   package com.smartchemical.redis_sample.serivce;      import com.smartchemical.redis_sample.api.ISampleDefault;   import com.smartchemical.redis_sample.api.Listener;      /**   * @author chenshijue   *   */   public class ListenerSampleImpl implements ISampleDefault {              protected void sendMessage(Listener listener){           String newMsg = "new message";           listener.onMessage(newMsg);       }          @Override       public void run() {           Listener listener = new MsgListener();           sendMessage(listener);       }      }   现在来分析函数接口。

函数接口的定义(来自java.lang包FunctionalInterface注解里面的解释):

[java]  view plain  copy Conceptually, a functional interface has exactly one abstract method.    函数接口概念上来说,就是只有一个抽象方法的接口。而这个抽象方法,可以被之后的lambda表达式、方法引用、构造函数引用覆盖。

理论上来说,java会将所有符合要求的接口看做函数接口。但通常我们会加上@FunctionalInterface注解,这是良好的编程习惯。

下面开始分析几个常用函数接口,Predicate, Consumer, Function。

1. Predicate

[java]  view plain  copy package java.util.function;      import java.util.Objects;      @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接口只包含一个抽象方法,boolean test(T t),接受一个参数,返回一个boolean值。从这个抽象方法可以看出,Predicate接口主要作用是判断,例如在collection的removeIf的方法中,Predicate用来接收判断的表达式或者方法,来判断对元素的操作。

[java]  view plain  copy public void run() {           List<Order> orderList1 = new ArrayList<Order>();                      for (int i = 0; i < 6; i++){               Order temp = new Order(String.valueOf(i), "man"100);               orderList1.add(temp);           }           Predicate<Order> filter = o -> o.getAmount() > 99;           orderList1.removeIf(filter);       }   上例中,Predicate接受一个lambda表达式,o -> o.getAmount() > 99,判断o的金额是否超过99。之后在list的removeIf中传入Predicate,list中的超过99的金额就会被删除。

and()方法,此方法返回一个Predicate<T>类型,意味着and方法可以像nodejs的then一样进行链式判断。例如:

[java]  view plain  copy public void run() {           List<Order> orderList1 = new ArrayList<Order>();           for (int i = 0; i < 6; i++){               Order temp = new Order(String.valueOf(i), "man"98 + i);               orderList1.add(temp);           }           Predicate<Order> filter = o -> o.getAmount() > 99;           Predicate<Order> filter1 = o -> o.getCreatedBy().equals("man");           orderList1.removeIf(filter.and(filter1));           System.out.println(orderList1.size());<span style="white-space:pre">                </span>//结果2       }   negate()方法,此方法很简答,就是将test方法的值取非。

or()方法,接受另一个Predicate方法作为参数,将参数方法和本身的test方法取或。or()方法和and()方法一样,可以进行链式判断。

isEqual()方法,这个方法就很有趣了。我们看看它的实现:

[java]  view plain  copy /**       * 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);       }   首先它接受一个对象作为参数,返回一个Predicate类型的方法,如果参数targetRef为null,则直接返回Objects:null方法。

这个方法有趣的地方在,它接受一个目标对象,返回的不是boolean值,而是一个方法(object -> targetRef.equals(object)),此方法接受另一个对象为参数,判断两个对象是否相等。下面有一个例子便于理解。

[java]  view plain  copy public void run() {           List<Order> orderList1 = new ArrayList<Order>();           for (int i = 0; i < 6; i++){               Order temp = new Order(String.valueOf(i), "man"98 + i);               orderList1.add(temp);           }           Predicate<Order> filter1 = Predicate.isEqual(orderList1.get(2));           Predicate<Order> filter2 = o -> o.getAmount() > 99;           Predicate<Order> filter3 = o -> o.getCreatedBy().equals("man");           orderList1.removeIf(filter1.and(filter2).and(filter3));           System.out.println(orderList1.size());   //结果为5       }   以上代码,filter1为判断元素是否和orderList1.get(2)元素相等的方法,filter2是判断金额是否超过99的方法,filter3是判断创建人是否是man的方法。三个filter满足的元素只有一个,因此orderList1中只有一个元素被删除。 2. Consumer

[java]  view plain  copy package java.util.function;      import java.util.Objects;      /**   * Represents an operation that accepts a single input argument and returns no   * result. Unlike most other functional interfaces, {@code Consumer} is expected   * to operate via side-effects.   *   * <p>This is a <a href="package-summary.html">functional interface</a>   * whose functional method is {@link #accept(Object)}.   *   * @param <T> the type of the input to the operation   *   * @since 1.8   */   @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接口用来表示处理元素的方法。和Predicate方法不同,Predicate只是判断元素是否满足某种条件的函数接口,而Consumer是要对某元素进行操作的函数接口。

accept()方法接受一个参数,不返回结果。我们可以对参数进行处理,当然也可以不处理。

andThen()方法为此接口添加链式处理。

举个简单的例子:

[java]  view plain  copy public void run() {           List<Order> orderList1 = new ArrayList<Order>();           for (int i = 0; i < 6; i++){               Order temp = new Order(String.valueOf(i), "man"98 + i);               orderList1.add(temp);           }           Consumer<Order> con = o -> o.setAmount(200);           orderList1.forEach(con.andThen(o -> o.setCreatedBy("women")));           for (Order order :orderList1){               System.out.println(order);           }       }   结果:

[java]  view plain  copy Order Id:0  Created by:women    Amount:200.0   Order Id:1  Created by:women    Amount:200.0   Order Id:2  Created by:women    Amount:200.0   Order Id:3  Created by:women    Amount:200.0   Order Id:4  Created by:women    Amount:200.0   Order Id:5  Created by:women    Amount:200.0  

3. Function

[java]  view plain  copy package java.util.function;      import java.util.Objects;      @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;       }   }   predicate 仅仅是判断,consumer是修改,那么function就可以理解为映射(或者说可以用来做映射),即将T映射为R。

我们还是来看一个函数接口唯一的抽象方法apply(),接受一个T参数,返回R参数。意思就是可以将T参数做相应的处理,之后返回R参数。

Function函数接口典型应用可以在Stream中找到。Stream中的<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper)方法,接受一个Function接口。在之前的博客可以找到,List可以返回Stream对象,可以用map方法做很多事。例如,转换大小写:

[java]  view plain  copy List<String> output = wordList.stream().map(String::toUpperCase).collect(Collectors.toList());   例如,计算平方根:

[java]  view plain  copy List<Integer> nums = Arrays.asList(1234);   List<Integer> squareNums = nums.stream().map(n -> n * n).collect(Collectors.toList());  

再看看Function的其他方法:

compose()方法,用于在当前方法前添加一个方法,并合并两个方法,两个方法之间的参数是必须有因果关系的。例如<V, T>到 <T, R>混合之后,变成<V, R>。

andThen()方法,和compose相反,用于在当前方法后添加一个方法,并合并两个方法,两个方法之间的参数是必须有因果关系的。例如<T, R>到 <R, V>混合之后,变成<T, V>。

identity()方法,返回一个始终返回输入参数的方法。
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