• 彻底弄懂@FunctionalInterface、Lambda表达式和方法引用


    Java语言从JDK1.8开始引入了函数式编程。

    函数式编程的核心特点是,函数作为一段功能代码,可以像变量一样进行引用和传递,以便在有需要的时候进行调用。

    说说一个列子

    大家都知道JAVA中复制一个对象的属性,必须要先new一个目标对象

    整个代码看起来大概这样

    new Obja
    new Objb
    BeanUtil.copy(obja,objb);
    

    改造后

          FarUser farUser = token.getFarUser();
          FarUserVo farUserVo = BeanUtil.copyProperties(farUser, FarUserVo::new);
    
    

    是不是感觉不一样?

    源码

    package com.far.camel.infterf.func;
    @FunctionalInterface
    public interface NewCallble<T> {
        T newCall();
    }
    
    
    package com.far.camel.utils;
    import com.far.camel.infterf.func.NewCallble;
    import org.springframework.beans.BeanUtils;
    
    /*
    
     * @description: TODO
     * @author mike/Fang.J/方东信
     * @date 2022/4/19 1:49
    */
    public class BeanUtil {
        public static <T> T copyProperties(Object src, NewCallble<T> newCallble) {
            T module = newCallble.newCall();
            BeanUtils.copyProperties(src, module);
            return module;
        }
    }
    
    
    1. @FunctionalInterface与“函数类型”
      Java对函数式编程的支持,本质是通过接口机制来实现的。首先定义一个仅声明一个方法的接口,然后对接口冠以@FunctionalInterface注解,那么这个接口就可以作为“函数类型”,可以接收一段以Lambda表达式,或者方法引用予以承载的逻辑代码。例如:
    @FunctionalInterface
    interface IntAdder {
    int add(int x, int y);
    }
    
    IntAdder adder = (x, y) -> x + y;
    

    IntAdder 就可以看成是一个“函数类型”。
    Lambda表达式和方法引用的介绍见后文。

    概念有点绕,但大致意思如此。需要注意的有几点:

    为什么必须是只声明一个方法的接口?
    显然这个方法就是用来代表“函数类型”所能执行的功能,一个函数一旦定义好,它能执行的功能是确定的,就是调用和不调用的区别。接口中声明的方法就是和函数体定义一一对应的。事实上,@FunctionalInterface下只能声明一个方法,多一个、少一个都不能编译通过 。
    覆写Object中toString/equals的方法不受此个数限制。 比如Comparator接口就声明了2个方法:

    // Comparator.java
    @FunctionalInterface
    public interface Comparator<T> {
    int compare(T o1, T o2);
    boolean equals(Object obj);
    //...
    }
    

    严格地说,@FunctionalInterface下只能声明一个未实现的方法,default方法和static方法因为带有实现体,所有不受此限制。

    @FunctionalInterface
    public interface IAdd<T, R> {
    R add(T t1, T t2);
    
    default R test1(T t1, T t2) {//可以额外定义default方法
    return null;
    }
    
    static <T,R> R test2(T t1, T t2) {//可以额外定义static方法
    return null;
    }
    }
    

    关于interface中声明default/static方法有疑虑的话,可以查阅博主另一篇文章:java接口里面可以有成员变量么?

    @FunctionalInterface注解不是必须的,不加这个注解的接口(前提是只包含一个方法)一样可以作为函数类型。不过,显而易见的是,加了这个注解表意更明确、更直观。
    要定义清楚一个函数类型,必须明确规定函数的参数个数和类型、返回值类型,这些信息都是包含于接口中声明的方法。
    2. JDK提供的“函数类型”
    java.util.function包下预定义了常用的函数类型,包括:

    @FunctionalInterface
    public interface Consumer<T> {
    void accept(T t); //接收一个类型为T(泛型)的参数,无返回值;所以叫消费者
    }
    @FunctionalInterface
    public interface BiConsumer<T, U> {
    void accept(T t, U u);//接收2个参数,无返回值
    }
    @FunctionalInterface
    public interface Supplier<T> {
    T get();//无参数,有返回值(所以叫提供者)
    }
    //注意没有BiSupplier,因为返回值只能有1个,不会有2个
    @FunctionalInterface
    public interface Function<T, R> {
    R apply(T t);//一个输入(参数),一个输出(返回值)
    }
    @FunctionalInterface
    public interface BiFunction<T, U, R> {
    R apply(T t, U u);//两个输入,一个输出
    }
    @FunctionalInterface
    public interface UnaryOperator<T> extends Function<T, T> {
    static <T> UnaryOperator<T> identity() {//一元操作,输出原样返回输入
    return t -> t;
    }
    }
    @FunctionalInterface
    public interface BinaryOperator<T> extends BiFunction<T,T,T> {//二元操作,输入输出类型相同
    public static <T> BinaryOperator<T> minBy(Comparator<? super T> comparator) {
    Objects.requireNonNull(comparator);
    return (a, b) -> comparator.compare(a, b) <= 0 ? a : b;//传入比较器,返回较小者
    }
    public static <T> BinaryOperator<T> maxBy(Comparator<? super T> comparator) {
    Objects.requireNonNull(comparator);
    return (a, b) -> comparator.compare(a, b) >= 0 ? a : b;//传入比较器,返回较大者
    }
    }
    

    这些个定义,都是在参数个数(0,1,2)和有无返回值上做文章。另外还有一些将泛型类型具体化的衍生接口,比如Predicate、LongSupplier等等。

    @FunctionalInterface
    public interface Predicate<T> {
    boolean test(T t);//输入1个参数,返回boolean,就好像是预言家,预言你这个输入是真还是假
    }
    @FunctionalInterface
    public interface LongSupplier {
    long getAsLong();//没有输入,输出long类型(long类型的提供者)
    }
    
    1. Lambda表达式
      上面理解清楚了函数类型(@FunctionalInterface),那么函数类型能接收怎么样的函数实现体呢?怎么接收呢?该Lambda出场了。

    Lambda表达式用来定义函数实现体。有很多种写法(都是为了简化书写),但核心是通过->连接参数和实现代码:

    (入参)->{实现代码}

    //无返回值的时候
    (int x)->{System.out.println(x);}
    (x)->{System.out.println(x);}//参数类型自动推断
    x->{System.out.println(x);}//只有一个参数的时候,可以省略小括号
    x->System.out.println(x);//实现体只有一个表达式可以省略大括号,System.out.println本身无返回值
    //有返回值的情况
    (int x)->{return x*x;}
    (x)->{return x*x;}
    //x->return x*x; //错误,不能这么写!!
    x->x*x;
    

    说了这么多,来实操一把:

    IntConsumer ic = x->System.out.println(x);
    IntFunction<Integer> ifi1 = x->{return x*x;};
    IntFunction<Integer> ifi2 = x->x*x;
    ic.accept(100);//100
    System.out.println(ifi1.apply(5));//25
    System.out.println(ifi2.apply(5));//25
    

    好了,函数类型–>Lambda表达式说明白了,再来看看方法引用是怎么回事。

    1. 四种方法引用
      文章开头说过了,函数类型可以接收一段Lambda表达式,或者对方法的引用。方法引用就是对一个类中已经存在的方法加以引用,分4中类型:(以Test类为例)

    对类构造方法的引用,如Test::new。
    对类静态方法的引用,如Test::staticMethodName
    对对象实例方法的引用,如:new Test()::instanceMethod
    是2和3的结合,如Test::instanceMethod2,但要求函数类型声明和函数调用的时候,其第一个参数必须是Test类(的实例)。
    第4种比较难以说清楚,看看下面的例子吧:

    public class Test {
    private String name = "";
    
    public Test() {
    System.out.println("构造方法:无参数");
    }
    
    public Test(String name) {
    this.name = name;
    System.out.println("构造方法:参数="+name);
    }
    
    public static void staticMethod(String str) {
    System.out.println("static method: input=" + str);
    }
    
    public void instanceMethod(String str) {
    System.out.println("instance method: input=" + str);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
    Supplier<Test> s1 = Test::new;//对无参构造器的引用
    s1.get();//构造方法:无参数
    
    Function<String, Test> f1 = Test::new;//引用有一个String参数的构造器
    f1.apply("Test");//构造方法:参数=Test
    
    Consumer<String> c1 = Test::staticMethod;//对静态方法引用
    c1.accept("1");//static method: input=1
    
    Consumer<String> c2 = new Test()::instanceMethod;//对实例方法的引用
    c2.accept("2");//instance method: input=2
    
    //第4种
    BiConsumer<Test, String> bc1 = Test::instanceMethod;
    bc1.accept(new Test(), "3");//instance method: input=3
    }
    }
    

    第4中方法引用,本质上是对实例方法的引用,只不过是在调用的时候才传入那个实例对象。

    1. 最后
      小插曲:Callable和Runnable到底什么区别?
    //java.util.concurrent.Callable
    @FunctionalInterface
    public interface Callable<V> {
    V call() throws Exception;
    }
    //java.lang.Runnable
    @FunctionalInterface
    public interface Runnable {
    public abstract void run();
    }
    

    这两者也都是JDK预定义的函数接口,两者都不接收参数,主要用于多线程编程。

    Runnable无返回值,一般用于new一个新线程的时候,在新线程中执行代码。

    Callable一样一般用于在新线程中执行,只不过执行成功后有返回值,如果执行失败还会抛异常。

    最后,一起分析:

    Callable<Integer> c1 = ()->1;
    Callable<Integer> c2 = ()->c1.call();
    

    c1引用了一个Lambda表达式;

    c2引用了一个新的Lambda表达式,表示式的实现代码中调用了c1提供的call()方法,并将call()方法的返回值返回。

    Callable<Integer> c1 = ()->1;
    Callable<Integer> c2 = ()->c1.call();
    Callable<Integer> c3 = ()->{
    System.out.println("c3 call c1");
    return c1.call();
    };
    
    try {
    System.out.println(c1.call());//1
    System.out.println(c2.call());//1
    System.out.println(c3.call());//c3 call c1
    //1
    } catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
    }
    
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