JAVA中的函数接口，你都用过吗

公众号「架构成长指南」，专注于生产实践、云原生、分布式系统、大数据技术分享。

在这篇文章中，我们将通过示例来学习 Java 函数式接口。

函数式接口的特点

1. 只包含一个抽象方法的接口称为函数式接口。
2. 它可以有任意数量的默认静态方法，但只能包含一个抽象方法。它还可以声明对象类的方法。
3. 函数接口也称为单一抽象方法接口或SAM 接口。
4. 函数式接口只有在没有任何抽象方法时才可以扩展另一个接口。
5. Java API 具有许多单方法接口，例如 Runnable、Callable、Comparator、ActionListener等。它们可以使用匿名类语法来实现和实例化。

接口示例

创建一个自定义的Sayable接口，这是一个使用@FunctionalInterface注解的函数式接口。
@FunctionalInterface注解表示该接口是一个函数式接口，并且只包含一个抽象方法。

自定义函数接口示例

@FunctionalInterface  
interface Sayable{  
    void say(String msg);   // abstract method   
}  

让我们通过main()方法来演示一个自定义的函数式接口。我们使用Lambda表达式来实现函数式接口。

public class FunctionalInterfacesExample {

    public static void main(String[] args) {

        Sayable sayable = (msg) -> {
            System.out.println(msg);
        };
        sayable.say("Say something ..");
    }
}

Predefined 函数接口

Java提供了Predefined的函数式接口，通过使用 lambda 和方法引用来处理函数式编程。

Predicate是检查条件的函数，它接受一个参数并返回boolean结果。

让我们来看一下Predicate接口的内部实现。

import java.util.function.Predicate;

public interface Predicate<T> {
    boolean test(T t);

    default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
        // 默认方法的实现
        return (t) -> test(t) && other.test(t);
    }

    // 其他默认方法和静态方法...
}

Predicate接口只包含一个抽象方法test(T t)同时它还包含默认方法和静态方法。

让我们创建一个示例来演示Predicate函数式接口的用法：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

        // 使用Predicate接口检查数字是否为偶数
        Predicate<Integer> evenNumberPredicate = number -> number % 2 == 0;
        System.out.println("Even numbers:");
        printNumbers(numbers, evenNumberPredicate);

        // 使用Predicate接口检查数字是否大于5
        Predicate<Integer> greaterThanFivePredicate = number -> number > 5;
        System.out.println("Numbers greater than 5:");
        printNumbers(numbers, greaterThanFivePredicate);
    }

    public static void printNumbers(List<Integer> numbers, Predicate<Integer> predicate) {
        for (Integer number : numbers) {
            if (predicate.test(number)) {
                System.out.println(number);
            }
        }
    }
}

Function 函数接口

Function函数接口是Java中的一个函数式接口，它定义了一个接收一个参数并返回结果的函数。它的定义如下：

@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
    R apply(T t);
}

Function接口有两个泛型参数：T表示输入参数的类型，R表示返回结果的类型。它包含一个抽象方法apply()，接收一个类型为T的参数，并返回一个类型为R的结果。

Function接口常用于将一个值转换为另一个值，或者对输入值进行处理和计算。它可以被用于各种场景，如数据转换、映射、计算和处理等。

以下是一个使用Function函数接口的示例：

import java.util.function.Function;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个Function接口来将字符串转换为大写
        Function<String, String> uppercaseFunction = str -> str.toUpperCase();

        // 使用Function接口将字符串转换为大写
        String result = uppercaseFunction.apply("hello world");
        System.out.println(result);  // 输出: HELLO WORLD

        // 使用Function接口将字符串转换为其长度
        Function<String, Integer> lengthFunction = str -> str.length();
        int length = lengthFunction.apply("hello");
        System.out.println(length);  // 输出: 5
    }
}

Supplier 函数接口

Supplier用于表示一个提供（供应）结果的函数。它通常用于延迟计算或在需要时生成值。通过调用get()方法，我们可以获取由Supplier实例提供的结果。

以下是Consumer接口的实现

@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {

    /**
     * Gets a result.
     *
     * @return a result
     */
    T get();
}

由于Supplier接口只有一个抽象方法，因此可以使用lambda表达式快速创建Supplier实例。下面是一个示例：

import java.util.Random;
import java.util.function.Supplier;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个Supplier接口来生成随机整数
        Supplier<Integer> randomIntegerSupplier = () -> new Random().nextInt();

        // 使用Supplier接口生成随机整数
        int randomNumber = randomIntegerSupplier.get();
        System.out.println(randomNumber);

        // 创建一个Supplier接口来生成当前时间戳
        Supplier<Long> timestampSupplier = () -> System.currentTimeMillis();

        // 使用Supplier接口生成当前时间戳
        long timestamp = timestampSupplier.get();
        System.out.println(timestamp);
    }
}

Consumer 函数接口

Consumer用于表示接受一个参数并执行某些操作的函数。它定义了一个名为accept(T t)的抽象方法，接受一个参数，并且没有返回值。

以下是Consumer接口的简化版本

@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
    void accept(T arg0);
}

Consumer接口适用于那些需要对传入的参数进行某种操作，而不需要返回结果的情况。它可以用于在不同的上下文中执行各种操作，如打印、修改状态、更新对象等。

下面是一个使用Consumer接口的示例：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "Dave");

        // 使用Consumer接口打印每个名字
        Consumer<String> printName = name -> System.out.println(name);
        names.forEach(printName);

        // 使用Consumer接口修改每个名字为大写形式
        Consumer<String> uppercaseName = name -> {
            String uppercase = name.toUpperCase();
            System.out.println(uppercase);
        };
        names.forEach(uppercaseName);
    }
}

在上述示例中，我们创建了两个Consumer接口的实例。第一个printName用于打印每个名字，第二个uppercaseName用于将每个名字转换为大写形式并打印。

通过调用forEach()方法并传入相应的Consumer接口实例，我们可以对列表中的每个元素执行相应的操作。在示例中，我们对名字列表中的每个名字进行了打印和转换操作。

Consumer接口的使用场景包括遍历集合、处理回调函数、更新对象状态等。它提供了一种简洁的方式来执行针对输入参数的操作，使得代码更加清晰和模块化。

BiFunction 函数接口

BiFunction函数式接口表示接受两个参数并返回结果的函数。它定义了一个名为apply(T t, U u)的抽象方法，接受两个参数，并返回一个结果。

让我们来看一下BiFunction接口的简化版本。

@FunctionalInterface
public interface BiFunction<T, U, R> {
    R apply(T arg0, U arg1);
}

BiFunction接口适用于那些需要接受两个输入参数并产生结果的情况。它可以用于执行各种操作，如计算、转换、筛选等。

下面是一个使用BiFunction接口的示例：

import java.util.function.BiFunction;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用BiFunction接口计算两个数的和
        BiFunction<Integer, Integer, Integer> sumFunction = (a, b) -> a + b;
        int sum = sumFunction.apply(5, 3);
        System.out.println(sum);  // 输出: 8

        // 使用BiFunction接口将两个字符串拼接起来
        BiFunction<String, String, String> concatenateFunction = (str1, str2) -> str1 + str2;
        String result = concatenateFunction.apply("Hello, ", "World!");
        System.out.println(result);  // 输出: Hello, World!
    }
}

BiConsumer函数接口

BiConsumer接口，用于表示接受两个参数并执行某些操作的函数。它定义了一个名为accept(T t, U u)的抽象方法，接受两个参数，并且没有返回值。

以下是BiConsumer接口的简化版本：

import java.util.function.BiConsumer;

@FunctionalInterface
public interface BiConsumer<T, U> {
    void accept(T t, U u);
}

BiConsumer接口适用于那些需要对传入的两个参数进行某种操作，而不需要返回结果的情况。它可以用于在不同的上下文中执行各种操作，如打印、修改状态、更新对象等。

下面是一个使用BiConsumer接口的示例：

import java.util.function.BiConsumer;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用BiConsumer接口打印两个数的和
        BiConsumer<Integer, Integer> sumPrinter = (a, b) -> System.out.println(a + b);
        sumPrinter.accept(5, 3);

        // 使用BiConsumer接口打印两个字符串的拼接结果
        BiConsumer<String, String> concatenationPrinter = (str1, str2) -> System.out.println(str1 + str2);
        concatenationPrinter.accept("Hello, ", "World!");
    }
}

那些库或中间件再用BiConsumer

BiPredicate 函数接口

BiPredicate接口用于表示接受两个参数并返回一个布尔值的函数。它定义了一个名为test(T t, U u)的抽象方法，接受两个参数，并返回一个布尔值。

以下是BiPredicate接口的简化版本：

@FunctionalInterface 
public interface BiPredicate<T, U> {
     boolean test(T t, U u);
     // Default methods are defined also
}

BiPredicate接口适用于那些需要对传入的两个参数进行某种条件判断，并返回布尔值的情况。它可以用于执行各种条件判断，如相等性比较、大小比较、复杂条件判断等。

下面是一个使用BiPredicate接口的示例：

import java.util.function.BiPredicate;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用BiPredicate接口判断两个数是否相等
        BiPredicate<Integer, Integer> equalityPredicate = (a, b) -> a.equals(b);
        boolean isEqual = equalityPredicate.test(5, 5);
        System.out.println(isEqual);  // 输出: true

        // 使用BiPredicate接口判断一个字符串是否包含另一个字符串
        BiPredicate<String, String> containsPredicate = (str1, str2) -> str1.contains(str2);
        boolean isContains = containsPredicate.test("Hello, World!", "World");
        System.out.println(isContains);  // 输出: true
    }
}