Lambda函数接口和方法构造器应用

Lambda函数接口和方法构造器应用

函数式接口

什么是函数式接口?

  1. 在java中"有且仅有一个抽象方法的接口",就称为函数式接口。
  2. 可以通过Lambda表达式来创建该接口的对象。(若Lambda表达式抛出一个受检异常,那么该异常需要在目标接口的抽象方法上进行声明)
  3. 我们可以在任意函数接口上使用@Functionallnterface 注解java8中,这样可以检查它是否是一个函数式接口,同时javadoc也会包含一条声明,说明这个接口是一个函数式接口。
  • 备注:"语法糖"是指使用更加方便,但是原理不变的代码语法。例如在遍历集合时使用的for-each语法,其实底层的实现原理仍然是迭代器,这便是“语法糖”。从应用层面来讲,Java中的Lambda可以被当做是匿名内部类的“语法糖”,但是二者在原理上是不同的。
    • Lambda表达式的本质:作为函数式接口的实例
    • java.util.function包下定义了java8丰富的函数接口

参考地址: https://www.cnblogs.com/dgwblog/p/11739500.html#2677150870

函数类格式:

  • 只有确保接口当中有且仅有一个抽象方法
修饰符 interface 接口名称{
    public abstract 返回值 方法名称(参数列表)
    // 其他方式 
}
// public abstract 可以不写 编译器自动加上
修饰符 interface 接口名称{
       返回值 方法名称(参数列表)
    // 其他方式 
}

自定义函数接口

@FunctionalInterface//注解表明他是一个函数接口
interface Test {
    void method();
}
public class FunctionInterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //第一种
        Test t = () -> {
            System.out.println("zaide");
        };
        t.method();
        //第二种
        show(() -> System.out.println("你好"));
    }
    //定义一个方法含有接口的方法
    public static void show(Test test) {
        //调用里面的方法
        test.method();
    }
}
自定义函数接口的用途
  • 对于自定义的函数式接口,一般用于方法的参数和返回值上。

  • 函数式编程

    • 能够兼顾java的面向对象特性基础上,通过Lambda表达式上与方法引用,为开发者打开函数式编程的大门。

Lambda的延迟加载

  • 描述: 有些场景的代码运行执行后,结果不一定会被使用到,从而造成性能的浪费。而lambda表达式是延迟执行的,正好可以解决此问题,提升性能。

  • 性能浪费的日志案例

    注:日志可以帮助我们快速的定位问题,记录程序运行过程中的情况

    /**
     * showLog()方法如果传递的日志等级不是3以下的
     * 那么就不会显示拼接之后的信息
     * 所以对于程序来说,你这个日志信息的拼接动作就浪费了
     */
    public class LoggerDemo {
        //定义一个方法根据日志的等级,显示日志信息的内容
        public static void showLog(int level, String message) {
            //对日志的等级进行判断,如果日志的等级在3以下,就全部输出
            if (level <= 3) {
                System.out.println(message);
                return;
            }
            System.out.println("日志等级较高");
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            String message1 = "执行mysql";
            String message2 = "执行java.exe";
            String message3 = "执行tomcat";
            showLog(2, message1 + message2 + message3);
        }
    }
    

    使用Lambda表达式优化

    /**
     * 使用lambda优化刚才的日志输出案例
     * lambda的特点,具有延迟加载
     * lambda使用前提;提供一个函数接口
     */
    public class LoggerLambdaDemo {
        //定义一个显示日志的方法,方法的参数传日志的等级和BuildLogMassage接口
        public static void showLog(int level, BuildLogMassage log) {
            //对于日志等级进行判断,如果小于3就输出
            if (level <= 3) {
                //// 实际上利用内部类 延迟的原理,代码不相关 无需进入到启动代理执行
                System.out.println(log.sendLogMassage());
            }
        }
         /*
         * 使用lambda表达式作为参数传递,
         * 只有满足条件,日志的等级小于等于3
         *      才会调用此接口BuildLogMassage种的方法
         *      才会调用字符串的拼接
         * 如果条件不满足,日志的等级大于3
         *      那么BuildLogMassage接口种的方法与不会执行
         *      所以拼接字符串的动作也不会执行
         *      所以不会存在性能上的浪费。
         **/
        public static void main(String[] args) {
            String message1 = "执行mysql";
            String message2 = "执行java.exe";
            String message3 = "执行tomcat";
            //调用showLog方法,参数是一个函数接口,可以使用lambda表达式
            showLog(5, () -> {
                //返回一个拼接好的字符串
                //System.out.println("前面的日志等级大于3此处不执行");//没有输出
                return message1 + message2 + message3;
            });
        }
    }
    
    @FunctionalInterface
    interface BuildLogMassage {
        //定义有且只有一个抽象方法,拼接日志信息
        String sendLogMassage();
    }
    //备注;实际上使用内部类也可以达到这样的操作,只是将代码操作延迟到另外一个对象当中通过调用方法来完成。后面的代码执行取决于前面的条件的判断的结果。
    

    备注:SLF4J是应用非常广泛的日志框架,它在记录日志时为了解决这种性能浪费的问题,并不推荐首先进行字符串的拼接,而是将字符串的若干部分作为可变参数(包装为数组)传入方法中,仅在日志级别满足要求的情况下才会进行字符串拼接。

使用Lambda作为方法的参数和返回值

  • 参数

    在Java当中,lambda表达式是作为匿名内部类的替代品,如果一个方法的参数一个函数式接口类型,那么可以使用lambda表达式进行替代。
    java.lang.Runnable接口就是一个函数式接口
    
  • 代码演示

    public class Demo {
        //定义一个方法,开启线程
        public static void startThread(Runnable r) {
            new Thread(r).start();
        }
        public static void main(String[] args) {
            startThread(() -> {
                System.out.println("线程任务--》线程任务被执行了");
            });
            //优化
            startThread(() ->
                    System.out.println("线程任务--》线程任务被执行了")
            );
        }
    }
    
  • 返回值

    如果一个方法的返回值类型是一个函数式接口,那么我们可以直接使用一个lambda表达式
    java.util.Comparator 接口是一个函数式接口
    
  • 代码演示

    public class Demo2 {
        //定义一个方法,方法的返回值类型是一个函数式接口类型Comparator
        public static Comparator<String> createCoparator() {
            //返回值就是一个函数式接口
    /*        return new Comparator<String>() {
                @Override
                public int compare(String o1, String o2) {
                    //自定义比较的规则 升序/降序
                    //字符串的长度
                    return o1.length() - o2.length();
                }
            };*/
            //使用lambda表达式使用 字符串长度升序
    /*        return (o1, o2) ->
                    o1.length() - o2.length();*/
            return Comparator.comparingInt(String::length);
    
        }
        public static void main(String[] args) {
            String [] str={"ddd","aa","zz","qqqq","pppp"};
            Arrays.sort(str,createCoparator());
            System.out.println(Arrays.toString(str));
        }
    }
    

常用的函数式接口

  • 常用接口

image

image

  • jdk提供了大量常用的函数式接口,丰富lambda表达式的使用场景。他们主要在java.uiil.function包下。

Supplier<T>(供应接口)

描述

  • java.util.function.Supplier 接口,该接口有且仅有一个无参的方法;

  • 方法: T get(); 用来获取一个泛型参数指定类型的对象,由于这是一个函数接口,这就意味就可以使用Lambda表达式。需要对外提供一个符合泛型类型的对象数据。

  • Supplier<T>接口称为生产型接口,指定接口的泛型是什么类型,那么接口种的get()方法就会生产什么类型的数据。

public class SupplierDemo {
    //定义一个方法,方法的参数传递一个Supplier<T>接口
    //泛型指定String,get方法就会返回一个String
    public static String getString(Supplier<String> sup) {
        return sup.get();
    }

    //定义一个方法,方法的参数传递一个Supplier<T>接口
    //泛型指定位Integer,get方法就会返回一个int
    public static Integer getNum(Supplier<Integer> sup) {
        return sup.get();
    }

    public static void main(String[] args) {
        //调用getString方法,方法的参数传递supplier<T>是一个
        //函数接口,那么我们就可以使用lambda
/*        String s = getString(() -> {
            return "你好java";
        });
        System.out.println(s);*/

        //求一个int类型的数组种的最值
        int[] arr = {10, 23, 4, 76, 98, 2};
        Integer Max = getNum(() -> {
            //求出数组的最大值
            int max = arr[0];
            for (int i : arr) {
                //判断
                if (max < i) {
                    max = i;
                }
            }
            return max;
        });
        //输出最大值
        System.out.println(Max);
    }
}

Consumer<T>消费型接口

  • 描述

    	java.util.funciton.Consumer<T> 接口刚好和Supplier接口相反,他不是用来生产一个数据,而是消费一个数据。
        数据的类型有泛型来指定。
         void accept(T t);
        其中方法accept;意思就是消费一个指定的类型的数据
    
  • 代码实例

    public class ConsumerDemo {
        //定义一个方法,方法的参数传递一个Consumer<T>接口,传递一个字符串
        public static void Consumer(String str, Consumer<String> con) {
            con.accept(str);
        }
        public static void main(String[] args) {
            //来调用消费方法Consumer,
            //Consumer<String>接口是一个函数式接口类型,所以可以使用lambda
            Consumer("China", (name) -> {//name是将你传入的那个数据起个名字
                //把里面的字符转换为大写
                String s = name.toUpperCase();//转换大写
                String str = new StringBuffer(s).reverse().toString();//反转
                System.out.println(str);
            });
        }
    }
    

Consumer的默认方法

"andThen" //于是呐/然后
    如果一个方法的参数和返回值全都是Consumer类型,那么就可以实现这样的效果;"消费数据的时候,首先做一个消费的操作,在做一个消费的操作"。实现组合。可以通过Consumer接口总的默认方法;"andThen"来实现
  • 代码如下
public class ConsumerAndThenDemo {
    //定义一个方法,方法参数传递一个字符串,和两个Consumer接口
    //Consumer这个接口的泛指定为字符串
    public static void consumer(String str, Consumer<String> con1, Consumer<String> con2) {
/*        con1.accept(str);
        con2.accept(str);*/
        //andThen 连续消费 
        //先执行左边的Consumer--con1的动作,andThen-->再次执行Consumer-->  con2动作
        con1.andThen(con2).accept(str);
    	//消费规则;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) {
        //由于consumer方法的参数Consumer接口是一个函数接口所以使用lambda
        consumer("java31-都是-大佬", (name1) -> {
            //消费规则
            //截取传入的字符串
            String s = name1.substring(0, 6);
            System.out.println(s);

        }, (name2) -> {
            //定义消费的规则,分成字符串数组展示
            String[] strs = name2.split("-");
            System.out.println(Arrays.toString(strs));
        });
    }
}
//通过查看源码的知,andThen方法不允许传入一个null对象否则就抛出一个空指针
"想要把两次消费的动作连接起来,需要传入两个Consumer接口,通过andThen方法实现一步一步的执行消费动作"
  • 练习;定义一个字符串数组,存储每一个人的信息如;张三,20,郑州市,存储5个人的信息,使用consumer接口,按照指定的格式打印输入;姓名;张三;年龄;20;地址;郑州市,要求打印姓名动作为第一个consumer接口的规则,将打印年龄的动作为第二个consumer接口的规则,将打印地址的动作为第三个consumer接口的规则。最终将三个consumer接口按照规定的顺序拼接出来。antThen

    public class Test {
        public static void show(People[] people, Consumer<People> c1, Consumer<People> c2, Consumer<People> c3) {
            //循环遍历依此拿到个是一个人信息
            for (People p : people) {
                //先拿到的先执行
                c1.andThen(c2).andThen(c3).accept(p);
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            People[] p = {new People("古力娜扎", 20, "新疆"),
                    new People("迪丽热巴", 25, "齐齐哈尔"),
                    new People("马儿扎哈", 19, "内蒙")};
    		//调用方法使用lambda表达式进行使用
            show(p, (c1) -> {
                        System.out.print(c1.getName()+" ");
                    },
                    (c2) -> {
                        System.out.print(c2.getAge()+" ");
                    }
                    , (c3) -> {
                        System.out.println(c3.getCity()+" ");
                    });
        }
    
    }
    //用一个类来表示
    class People {
        private String name;
        private int age;
        private String city;
    
        public People() {}
        @Override
        public String toString() {
            return "People{" +
                    "name="" + name + """ +
                    ", age=" + age +
                    ", city="" + city + """ +
                    "}";
        }
    
        public String getName() {return name;}
    
        public void setName(String name) {this.name = name;}
    
        public int getAge() {return age;}
    
        public void setAge(int age) {this.age = age;}
    
        public String getCity() { return city;}
    
        public void setCity(String city) {this.city = city;}
    
        public People(String name, int age, String city) {this.name = name;this.age = age;this.city = city;}
    }
    

Predicate<T>

  • 描述
java.util.Predicate 函数式接口。其中唯一的抽象方法。
boolean test(T t);该方法返回布尔类型值,代表指定的条件满足返回true,那么Stream的方法filter将其中的元素保留下来,如果条件不满足返回false,那么filter方法会舍弃该元素。

Function<T, R>

  • 描述

    java.util.stream.Function 函数式接口。其中唯一的抽象方法:
    R apply(T t);  (接口本身接口两个数据T/R,方法返回一个数据R)
    //可以将一种类型T类型的数据转换成R类型的数据,那么这种转换的动作,我们称之为”映射“
    

方法引用构造器引用(基于lambda)

方法引用(Method References)

	1.当要传递给Lambda体的操作,已有实现的方法了,可以使用方法引用!
	2.方法引用可以看作是Lambda表达深层的表达。换句话说,方法引用就是lambda表达式,也就是函数接口的一个实例,通过方法的名字来指向一个方法,可以认为是Lambda表达式的一个语法糖。
	3.要求:实现接口的抽象方法的参数列表和返回值类型,必须与方法引用的方法的参数列表和返回值类型保持一致!
	4.格式:(或对象)"::"方法名。
	5.如下三种主要使用情况:
			对象::实例方法名
			类::静态方法名
			类::实例方法名
//注意;当函数式接口方法的第一个参数是需要引用方法的调用者,并且第二个参数是需要引用方法
//的参数(或者无参数)时:ClassName::methodName

构造器引用

格式:ClassName::new 
    与函数接口相结合,自动与函数式接口中方法兼容。
    可以把构造器引用赋值给定义的方法,要求构造器参数列表与接口中抽象方法的参数列表一致!且方法的返回值即为构造器对应类的对象。

数组引用

格式: type[] :: new 
  • 为什么这样写

    推到与省略
    如果使用Lambda,那么根据"可推到可以省略原则",无序指定参数类型,无需指定的重写的形式  --》它们都可以被堆到出来,所以就可以省略掉。我们能够使用方法引用,同样也是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的优化品。
    

代码练习

通过对象引用实例方法

@FunctionalInterface
public interface Printable {
	// 定义唯一的抽象方法
	void print(String str);
}
public class MthodTest2 {
//定义一个方法成员方法,传递一个字符串,把字符串改为大写输出
	public void pringUpperCaseString(String str){
		System.out.println(str.toUpperCase());
	}
}
public class MethodTest {
	// 定义一个静态的方法,方法的参数传递一个函数式接口
	public static void pringString(Printable p) {
		p.print("hello word");
	}

	public static void main(String[] args) {
		// 传统的lambda表达式写法
		pringString((String str) -> {
			 System.out.println(str.toUpperCase());//
			/*
			 * MthodTest2 test2 = new MthodTest2();
			 * test2.pringUpperCaseString(str);//传值的动作 通过对象调用方法
			 */
	
		});
		//打印流对象已经确定
		PrintStream ps = System.out;
		//通过对象引用对应的成员方法
		pringString(ps::println);
		
		/**
		 * 使用方法引用优化lambda 
		 * 1.对象必须是已经存在的 
		 * 2.成员方法也是已经存在的pringUpperCaseString
		 * 所以我们就可以使用对象名来来引用我们成员方法
		 */
		// 首先必须是对象已经存在
		MthodTest2 test2 = new MthodTest2();
		pringString(test2::pringUpperCaseString);
	}
}
//在测试类中,定义一个静态方法,静态方法传递一个函数式接口Pringtable,函数式接口当中定义了唯一   --  抽象方法print,这个print方法接收一个字符串参数,目的就是为了打印接收的字符串参数。通常我们可以使用lambda表达式来实现以上需求,但是经过我们观察,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执行方案中,System.out对象中有一个方法println(String str),所以我们可以直接通过对象名来引用该方法println来实现再控制台打印输出内容。
		"打印流对象已经确定"
		"PrintStream ps = System.out;"
		"通过对象引用对应的成员方法"
		"pringString(ps::println);"
 //注意:其中的双冒号::写法,被称为方法引用

通过类名引用静态方法

//定义一个函数式接口
@FunctionalInterface
public interface MathStaticMethodDemo {
	// 定义一个静态的方法
	double calculateAbs(double d);}
//定义一个测试类
public class MethodStaticDemo {
	// 定义一个静态方法,该方法中传递一个函数式接口
	public static double calc(double d, MathStaticMethodDemo math) {
		return math.calculateAbs(d);
	}

	public static void main(String[] args) {
		// 传统的lambda
		double num = calc(-3.14, (d) -> {
			return Math.abs(d);
		});
		System.out.println(num);

		/*
		 * 使用方法引用进行优化lambda
		 * 首先类名已经确定的
		 * 类中定义的静态方法是已经确定的
		 * 使用类名引用类中的静态方法
		 */
		double d = calc(-3.14, Math::abs);
		System.out.println(d);
}}
	//备注:lambda表达式写法: d->Math.abs(d);
	   方法引用写法;     Math::abs;	这两种写法是等价的

通过super来引用成员方法

//定义一个父类
public class Animal {
	//定义一个成员方法 交流方法
	public void talk(){
		System.out.println("HELLO 我是一个动物");
	}
}
@FunctionalInterface
public interface  Meet {
//定义一个抽象方法 見面的抽象方法
	abstract void meet();
}

//定义一个子类
public class Cat extends Animal {
	//重写父类的方法
    @Override
	public void talk() {
		System.out.println("HELLO 我是一直肥貓");

	}
	// 
	public void meet(Meet m) {
		m.meet();
	}

	// 定義一個成員方法 溝通
	public void commun() {
		//傳統的lambda表達式
		meet(()->{
			//創建父類對象
			//調用父類的方法
			Animal animal = new Animal();
			animal.talk();
		});
		//使用父類當中的方法 直接用super來調用
		meet(()->{
			super.talk();
		});
		/**
		 * 使用super关键字来引用成员方法
		 * super已经存在
		 * 父类当中的成员方法talk已经存在
		 * 可以直接使用super引用父类当中的成员方法
		 */
		meet(super::talk);
	}

	public static void main(String[] args) {
			new Cat().commun();
	}
}

通过this

  • 通过 thsi来引用本类当中的成员方法 this 指代当前对象,如果需要引用的方法就是本类当中的成员方法,那么可以使用 this::成员方法
@FunctionalInterface
public interface Study {
	// 定义一个学习的抽象方法
	void study();
}

//定义一个学上类
public class Student {
		//定义一个成员方法,方法的参数传递一个函数式接口study
	public void study(Study study){
		study.study();
	}
	//定义一个work方法
	public void work(){
		System.out.println("我今天很开心呢,因为我今天学习了");
	}
	
	//定义一个成员方法快乐的方法
	public void toHapy(){
		//传统的lambda表达式
		study(()->{
			new Student().work();
			
		});
		//使用this关键字优化lambda
		study(this::work);
	}
	public static void main(String[] args) {
		new Student().toHapy();
	}
}

构造器引用

public class Person {
private String name;
public String getName() {return name;}
public void setName(String name) {this.name = name;}
public Person(String name) {this.name = name;}
public Person() {}//省略set get toStrig 无参 有参
}
//定义一个函数式接口
@FunctionalInterface
public interface PersonCreate {
	// 定义一个抽象方法
	Person createPerson(String name);
}
public class Test {// 测试类
	// 定义一个方法传入一个函数式接口PersonCreate在传入一个字符串name
	private static void printPersonName(String name, PersonCreate create) {
		System.out.println(create.createPerson(name).getName());
	}
	public static void main(String[] args) {
		// 使用传统的方式lambda表达式
		printPersonName("王蛋", name -> new Person(name));
		// 使用构造器引用lambda表达式
		printPersonName("王蛋", Person::new);
		/**
		 * lambda表达式 name->new Person(name)
		 * 方法引用 Person::new
		 */
	}
}

数组构造器引用

//定义一个函数式接口
@FunctionalInterface
public interface BuilderArrays {
	// 定义唯一的抽象方法
	int[] buildArrays(int length);
}
//测试类
public class Test {
	// 定义一个方法方法中传递一个函数式接口,还要传递一个数组的长度
	public static int[] initArrays(int length, BuilderArrays builderArrays) {
		return builderArrays.buildArrays(length);
	}
	public static void main(String[] args) {
		//先使用lambda表达式来写
		int[] arr1 = initArrays(10, length->{
			return new int[length];
		});
		System.out.println(arr1.length);
		
		//数组构造器引用优化lambda表达式
		int[] arr = initArrays(10, int[]::new);
		System.out.println(arr.length);
		/**
		 * lambda表达式 length -> new int [length]
		 * 方法引用  int[]::new
		 * 这两种写法是等价的
		 */
	}
}