154. Java Lambda 表达式 - 总结 Java 中的四类函数式接口

java.util.function 包是 Java 8 引入的一个核心包，它在 Java 编程中扮演着重要角色。所有在 Collections Framework 或 Stream API 中使用的 lambda 表达式都实现了该包中的某个接口。

尽管 java.util.function 包中包含了很多接口，但它们可以大致分为四大类。了解这四类接口将帮助您更高效地使用函数式编程。

1. 供应者（Suppliers）

供应者接口不接收任何参数，但会返回某个结果。通常用于生成某些值或提供某些数据。

Supplier<T> 是供应者接口的一个例子，它的定义如下：

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@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
    T get();
}

示例： 使用 Supplier 返回一个随机数：

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Supplier<Double> randomValue = () -> Math.random();
System.out.println(randomValue.get());

2. 消费者（Consumers）

消费者接口接收一个参数并执行某种操作，但不返回任何结果。它通常用于对输入进行处理，如打印或修改数据。

Consumer<T> 是消费者接口的一个例子：

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

示例： 使用 Consumer 打印一个字符串：

java 复制代码

Consumer<String> print = s -> System.out.println(s);
print.accept("Hello, world!");

3. 谓词（Predicates）

谓词接口接收一个参数并返回一个 boolean 值。它常用于过滤、判断条件等操作。

Predicate<T> 是谓词接口的一个例子：

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

示例： 使用 Predicate 检查一个字符串是否为指定长度：

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Predicate<String> isLength3 = s -> s.length() == 3;
System.out.println(isLength3.test("abc"));  // true
System.out.println(isLength3.test("abcd")); // false

4. 函数（Functions）

函数接口接收一个参数并返回某种类型的结果。它常用于对数据进行转换。

Function<T, R> 是函数接口的一个例子：

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

示例： 使用 Function 将字符串转换为其长度：

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Function<String, Integer> toLength = s -> s.length();
System.out.println(toLength.apply("hello"));  // 5

具有两个参数的版本

除了上述四大类函数式接口之外，还有一些接口版本，它们接受两个参数而不是一个。常见的接口包括：

BiConsumer<T, U>：接收两个参数并执行操作，但不返回结果。
BiPredicate<T, U> ：接收两个参数并返回 boolean 值。
BiFunction<T, U, R>：接收两个参数并返回某个结果。

示例：使用 `BiFunction` 计算两个整数的和

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BiFunction<Integer, Integer, Integer> add = (a, b) -> a + b;
System.out.println(add.apply(5, 3));  // 8

专门的版本：避免装箱和拆箱

为了提高性能，Java 提供了一些专门的接口，这些接口避免了装箱和拆箱操作。它们的命名通常与所接受的类型或返回的类型相关。

示例：专门的 `IntPredicate` 接口

IntPredicate 是 Predicate 的专门版本，用于处理 int 类型：

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IntPredicate isPositive = i -> i > 0;
System.out.println(isPositive.test(5));  // true
System.out.println(isPositive.test(-1)); // false

类似地，Java还提供了以下专门接口：

IntFunction<R> 、LongFunction<R> 、DoubleFunction<R>：接收原始类型并返回某个类型的结果。
ToIntFunction<T> 、ToLongFunction<T> 、ToDoubleFunction<T>：接收一个对象并返回原始类型的结果。

示例：使用 `ToIntFunction<T>` 将字符串转换为其长度（返回 `int`）

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ToIntFunction<String> stringLength = s -> s.length();
System.out.println(stringLength.applyAsInt("hello"));  // 5

对于类型相同的操作，使用 `UnaryOperator<T>` 和 `BinaryOperator<T>`

如果您有两个相同类型的参数，UnaryOperator<T> 和 BinaryOperator<T> 是 Function<T, T> 和 BiFunction<T, T, T> 的特例。

UnaryOperator<T>：表示接受并返回相同类型的函数，通常用于修改或处理单一类型的数据。

示例： 使用 UnaryOperator 将字符串转换为大写：
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```
UnaryOperator<String> toUpperCase = s -> s.toUpperCase();
System.out.println(toUpperCase.apply("hello"));  // HELLO
```
BinaryOperator<T>：表示接受并返回相同类型的两个参数，通常用于二元操作（如加法、乘法等）。

示例： 使用 BinaryOperator 计算两个整数的和：
java 复制代码
```
BinaryOperator<Integer> add = (a, b) -> a + b;
System.out.println(add.apply(5, 3));  // 8
```

总结

java.util.function 包包含了多种功能强大的接口，您可以根据需求选择合适的接口进行使用。总的来说，它们分为四类：

供应者（Suppliers）：不接收任何参数，返回一个值。
消费者（Consumers）：接收一个参数，不返回任何值。
谓词（Predicates） ：接收一个参数，返回 boolean 值。
函数（Functions）：接收一个参数，返回一个结果。

除此之外，Java 还提供了带两个参数的版本（如 BiConsumer、BiPredicate、BiFunction）以及专门处理原始类型的版本，以提高性能。

通过合理使用这些函数式接口，您能够编写更加简洁、易读且高效的代码，特别是在流操作和数据转换方面。

154. Java Lambda 表达式 - 总结 Java 中的四类函数式接口