01 语言基础+高级:1-10 JDK8新特性_day12【函数式接口】
day12【函数式接口】
主要内容
自定义函数式接口
函数式编程
常用函数式接口
教学目标
能够使用@FunctionalInterface注解
能够自定义无参无返回函数式接口
能够自定义有参有返回函数式接口
能够理解Lambda延迟执行的特点
能够使用Lambda作为方法的参数
能够使用Lambda作为方法的返回值
能够使用Supplier函数式接口
能够使用Consumer函数式接口
能够使用Function函数式接口
能够使用Predicate函数式接口
02_函数式接口的概念&函数式接口的定义
函数式接口在Java中是指:有且仅有一个抽象方法的接口
函数式接口,即适用于函数式编程场景的接口。而Java中的函数式编程体现就是Lambda,所以函数式接口就是可以适用于Lambda使用的接口。只有确保接口中有且仅有一个抽象方法,Java中的Lambda才能顺利地进行推导。
03_函数式接口的使用
/* 函数式接口的使用:一般可以作为方法的参数和返回值类型 */ public class Demo { //定义一个方法,参数使用函数式接口MyFunctionalInterface public static void show(MyFunctionalInterface myInter){ myInter.method(); } public static void main(String[] args) { //调用show方法,方法的参数是一个接口,所以可以传递接口的实现类对象 show(new MyFunctionalInterfaceImpl()); //调用show方法,方法的参数是一个接口,所以我们可以传递接口的匿名内部类 show(new MyFunctionalInterface() { @Override public void method() { System.out.println("使用匿名内部类重写接口中的抽象方法"); } }); //调用show方法,方法的参数是一个函数式接口,所以我们可以Lambda表达式 show(()->{ System.out.println("使用Lambda表达式重写接口中的抽象方法"); }); //简化Lambda表达式 show(()-> System.out.println("使用Lambda表达式重写接口中的抽象方法")); } }
第二章 函数式编程
在兼顾面向对象特性的基础上,Java语言通过Lambda表达式与方法引用等,为开发者打开了函数式编程的大门。下面我们做一个初探。
有些场景的代码执行后,结果不一定会被使用,从而造成性能浪费。而Lambda表达式是延迟执行的,这正好可以作为解决方案,提升性能。
04_性能浪费的日志案例
/* 日志案例 发现以下代码存在的一些性能浪费的问题 调用showLog方法,传递的第二个参数是一个拼接后的字符串 先把字符串拼接好,然后在调用showLog方法 showLog方法中如果传递的日志等级不是1级 那么就不会是如此拼接后的字符串 所以感觉字符串就白拼接了,存在了浪费 */ public class Demo01Logger { //定义一个根据日志的级别,显示日志信息的方法 public static void showLog(int level, String message){ //对日志的等级进行判断,如果是1级别,那么输出日志信息 if(level==1){ System.out.println(message); } } public static void main(String[] args) { //定义三个日志信息 String msg1 = "Hello"; String msg2 = "World"; String msg3 = "Java"; //调用showLog方法,传递日志级别和日志信息 showLog(2,msg1+msg2+msg3); } }
创建一个函数式接口,以供Lambda表达式使用。
@FunctionalInterface public interface MessageBuilder { //定义一个拼接消息的抽象方法,返回被拼接的消息 public abstract String builderMessage(); }
/* 使用Lambda优化日志案例 Lambda的特点:延迟加载 Lambda的使用前提,必须存在函数式接口 */ public class Demo02Lambda { //定义一个显示日志的方法,方法的参数传递日志的等级和MessageBuilder接口 public static void showLog(int level, MessageBuilder mb){ //对日志的等级进行判断,如果是1级,则调用MessageBuilder接口中的builderMessage方法 if(level==1){ System.out.println(mb.builderMessage()); } } public static void main(String[] args) { //定义三个日志信息 String msg1 = "Hello"; String msg2 = "World"; String msg3 = "Java"; //调用showLog方法,参数MessageBuilder是一个函数式接口,所以可以传递Lambda表达式 /*showLog(2,()->{ //返回一个拼接好的字符串 return msg1+msg2+msg3; });*/ /* 使用Lambda表达式作为参数传递,仅仅是把参数传递到showLog方法中 只有满足条件,日志的等级是1级 才会调用接口MessageBuilder中的方法builderMessage 才会进行字符串的拼接 如果条件不满足,日志的等级不是1级 那么MessageBuilder接口中的方法builderMessage也不会执行 所以拼接字符串的代码也不会执行 所以不会存在性能的浪费 */ showLog(1,()->{ System.out.println("不满足条件不执行"); //返回一个拼接好的字符串 return msg1+msg2+msg3; }); } }
如果抛开实现原理不说,Java中的Lambda表达式可以被当作是匿名内部类的替代品。如果方法的参数是一个函数式接口类型,那么就可以使用Lambda表达式进行替代。使用Lambda表达式作为方法参数,其实就是使用函数式接口作为方法参数。
例如 java.lang.Runnable 接口就是一个函数式接口,假设有一个 startThread 方法使用该接口作为参数,那么就可以使用Lambda进行传参。这种情况其实和 Thread 类的构造方法参数为 Runnable 没有本质区别。
06_函数式接口作为方法的参数案例
/* 例如java.lang.Runnable接口就是一个函数式接口, 假设有一个startThread方法使用该接口作为参数,那么就可以使用Lambda进行传参。 这种情况其实和Thread类的构造方法参数为Runnable没有本质区别。 */ public class Demo01Runnable { //定义一个方法startThread,方法的参数使用函数式接口Runnable public static void startThread(Runnable run){ //开启多线程 new Thread(run).start(); } public static void main(String[] args) { //调用startThread方法,方法的参数是一个接口,那么我们可以传递这个接口的匿名内部类 startThread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"线程启动了"); } }); //调用startThread方法,方法的参数是一个函数式接口,所以可以传递Lambda表达式 startThread(()->{ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"线程启动了"); }); //优化Lambda表达式 startThread(()->System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"线程启动了")); } }
07_函数式接口作为方法的返回值类型案例
import java.util.Arrays; import java.util.Comparator; /* 如果一个方法的返回值类型是一个函数式接口,那么就可以直接返回一个Lambda表达式。 当需要通过一个方法来获取一个java.util.Comparator接口类型的对象作为排序器时,就可以调该方法获取。 */ public class Demo02Comparator { //定义一个方法,方法的返回值类型使用函数式接口Comparator public static Comparator<String> getComparator(){ //方法的返回值类型是一个接口,那么我们可以返回这个接口的匿名内部类 /*return new Comparator<String>() { @Override public int compare(String o1, String o2) { //按照字符串的降序排序 return o2.length()-o1.length(); } };*/ //方法的返回值类型是一个函数式接口,所有我们可以返回一个Lambda表达式 /*return (String o1, String o2)->{ //按照字符串的降序排序 return o2.length()-o1.length(); };*/ //继续优化Lambda表达式 return (o1, o2)->o2.length()-o1.length(); } public static void main(String[] args) { //创建一个字符串数组 String[] arr = {"aaa","b","cccccc","dddddddddddd"}; //输出排序前的数组 System.out.println(Arrays.toString(arr));//[aaa, b, cccccc, dddddddddddd] //调用Arrays中的sort方法,对字符串数组进行排序 Arrays.sort(arr,getComparator()); //输出排序后的数组 System.out.println(Arrays.toString(arr));//[dddddddddddd, cccccc, aaa, b] } }
08_常用的函数式接口_Supplier接口
/* 常用的函数式接口 java.util.function.Supplier<T>接口仅包含一个无参的方法:T get()。用来获取一个泛型参数指定类型的对象数据。 Supplier<T>接口被称之为生产型接口,指定接口的泛型是什么类型,那么接口中的get方法就会生产什么类型的数据 */ public class Demo01Supplier { //定义一个方法,方法的参数传递Supplier<T>接口,泛型执行String,get方法就会返回一个String public static String getString(Supplier<String> sup){ return sup.get(); } public static void main(String[] args) { //调用getString方法,方法的参数Supplier是一个函数式接口,所以可以传递Lambda表达式 String s = getString(()->{ //生产一个字符串,并返回 return "胡歌"; }); System.out.println(s); //优化Lambda表达式 String s2 = getString(()->"胡歌"); System.out.println(s2); } }
09_常用的函数式接口_Supplier接口练习_求数组元素最大值
/* 练习:求数组元素最大值 使用Supplier接口作为方法参数类型,通过Lambda表达式求出int数组中的最大值。 提示:接口的泛型请使用java.lang.Integer类。 */ public class Demo02Test { //定义一个方法,用于获取int类型数组中元素的最大值,方法的参数传递Supplier接口,泛型使用Integer public static int getMax(Supplier<Integer> sup){ return sup.get(); } public static void main(String[] args) { //定义一个int类型的数组,并赋值 int[] arr = {100,0,-50,880,99,33,-30}; //调用getMax方法,方法的参数Supplier是一个函数式接口,所以可以传递Lambda表达式 int maxValue = getMax(()->{ //获取数组的最大值,并返回 //定义一个变量,把数组中的第一个元素赋值给该变量,记录数组中元素的最大值 int max = arr[0]; //遍历数组,获取数组中的其他元素 for (int i : arr) { //使用其他的元素和最大值比较 if(i>max){ //如果i大于max,则替换max作为最大值 max = i; } } //返回最大值 return max; }); System.out.println("数组中元素的最大值是:"+maxValue); } }
10_常用的函数式接口_Consumer接口
/* java.util.function.Consumer<T>接口则正好与Supplier接口相反, 它不是生产一个数据,而是消费一个数据,其数据类型由泛型决定。 Consumer接口中包含抽象方法void accept(T t),意为消费一个指定泛型的数据。 Consumer接口是一个消费型接口,泛型执行什么类型,就可以使用accept方法消费什么类型的数据 至于具体怎么消费(使用),需要自定义(输出,计算....) */ public class Demo01Consumer { /* 定义一个方法 方法的参数传递一个字符串的姓名 方法的参数传递Consumer接口,泛型使用String 可以使用Consumer接口消费字符串的姓名 */ public static void method(String name, Consumer<String> con){ con.accept(name); } public static void main(String[] args) { //调用method方法,传递字符串姓名,方法的另一个参数是Consumer接口,是一个函数式接口,所以可以传递Lambda表达式 method("赵丽颖",(String name)->{ //对传递的字符串进行消费 //消费方式:直接输出字符串 //System.out.println(name); //消费方式:把字符串进行反转输出 String reName = new StringBuffer(name).reverse().toString(); System.out.println(reName); }); } }
11_常用的函数式接口_Consumer接口的默认方法andThen
/* Consumer接口的默认方法andThen 作用:需要两个Consumer接口,可以把两个Consumer接口组合到一起,在对数据进行消费 例如: Consumer<String> con1 Consumer<String> con2 String s = "hello"; con1.accept(s); con2.accept(s); 连接两个Consumer接口 再进行消费 con1.andThen(con2).accept(s); 谁写前边谁先消费 */ public class Demo02AndThen { //定义一个方法,方法的参数传递一个字符串和两个Consumer接口,Consumer接口的泛型使用字符串 public static void method(String s, Consumer<String> con1 ,Consumer<String> con2){ //con1.accept(s); //con2.accept(s); //使用andThen方法,把两个Consumer接口连接到一起,在消费数据 con1.andThen(con2).accept(s);//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) { //调用method方法,传递一个字符串,两个Lambda表达式 method("Hello", (t)->{ //消费方式:把字符串转换为大写输出 System.out.println(t.toUpperCase()); }, (t)->{ //消费方式:把字符串转换为小写输出 System.out.println(t.toLowerCase()); }); } }
12_常用的函数式接口_Consumer接口练习_字符串拼接输出
/* 练习: 字符串数组当中存有多条信息,请按照格式“姓名:XX。性别:XX。”的格式将信息打印出来。 要求将打印姓名的动作作为第一个Consumer接口的Lambda实例, 将打印性别的动作作为第二个Consumer接口的Lambda实例, 将两个Consumer接口按照顺序“拼接”到一起。 */ public class Demo03Test { //定义一个方法,参数传递String类型的数组和两个Consumer接口,泛型使用String public static void printInfo(String[] arr, Consumer<String> con1,Consumer<String> con2){ //遍历字符串数组 for (String message : arr) { //使用andThen方法连接两个Consumer接口,消费字符串 con1.andThen(con2).accept(message); } } public static void main(String[] args) { //定义一个字符串类型的数组 String[] arr = { "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男" }; //调用printInfo方法,传递一个字符串数组,和两个Lambda表达式 printInfo(arr,(message)->{ //消费方式:对message进行切割,获取姓名,按照指定的格式输出 String name = message.split(",")[0]; System.out.print("姓名: "+name); },(message)->{ //消费方式:对message进行切割,获取年龄,按照指定的格式输出 String age = message.split(",")[1]; System.out.println("。年龄: "+age+"。"); }); } }
13_常用的函数式接口_Predicate接口
/* java.util.function.Predicate<T>接口 作用:对某种数据类型的数据进行判断,结果返回一个boolean值 Predicate接口中包含一个抽象方法: boolean test(T t):用来对指定数据类型数据进行判断的方法 结果: 符合条件,返回true 不符合条件,返回false */ public class Demo01Predicate { /* 定义一个方法 参数传递一个String类型的字符串 传递一个Predicate接口,泛型使用String 使用Predicate中的方法test对字符串进行判断,并把判断的结果返回 */ public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre){ return pre.test(s); } public static void main(String[] args) { //定义一个字符串 String s = "abcdef"; //调用checkString方法对字符串进行校验,参数传递字符串和Lambda表达式 /*boolean b = checkString(s,(String str)->{ //对参数传递的字符串进行判断,判断字符串的长度是否大于5,并把判断的结果返回 return str.length()>5; });*/ //优化Lambda表达式 boolean b = checkString(s,str->str.length()>5); System.out.println(b); } }
14_常用的函数式接口_Predicate接口_默认方法and
/* 逻辑表达式:可以连接多个判断的条件 &&:与运算符,有false则false ||:或运算符,有true则true !:非(取反)运算符,非真则假,非假则真 需求:判断一个字符串,有两个判断的条件 1.判断字符串的长度是否大于5 2.判断字符串中是否包含a 两个条件必须同时满足,我们就可以使用&&运算符连接两个条件 Predicate接口中有一个方法and,表示并且关系,也可以用于连接两个判断条件 default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) { Objects.requireNonNull(other); return (t) -> this.test(t) && other.test(t); } 方法内部的两个判断条件,也是使用&&运算符连接起来的 */ public class Demo02Predicate_and { /* 定义一个方法,方法的参数,传递一个字符串 传递两个Predicate接口 一个用于判断字符串的长度是否大于5 一个用于判断字符串中是否包含a 两个条件必须同时满足 */ public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre1,Predicate<String> pre2){ //return pre1.test(s) && pre2.test(s); return pre1.and(pre2).test(s);//等价于return pre1.test(s) && pre2.test(s); } public static void main(String[] args) { //定义一个字符串 String s = "abcdef"; //调用checkString方法,参数传递字符串和两个Lambda表达式 boolean b = checkString(s,(String str)->{ //判断字符串的长度是否大于5 return str.length()>5; },(String str)->{ //判断字符串中是否包含a return str.contains("a"); }); System.out.println(b); } }
15_常用的函数式接口_Predicate接口_默认方法or&negate
/* 需求:判断一个字符串,有两个判断的条件 1.判断字符串的长度是否大于5 2.判断字符串中是否包含a 满足一个条件即可,我们就可以使用||运算符连接两个条件 Predicate接口中有一个方法or,表示或者关系,也可以用于连接两个判断条件 default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) { Objects.requireNonNull(other); return (t) -> test(t) || other.test(t); } 方法内部的两个判断条件,也是使用||运算符连接起来的 */ public class Demo03Predicate_or { /* 定义一个方法,方法的参数,传递一个字符串 传递两个Predicate接口 一个用于判断字符串的长度是否大于5 一个用于判断字符串中是否包含a 满足一个条件即可 */ public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre1, Predicate<String> pre2){ //return pre1.test(s) || pre2.test(s); return pre1.or(pre2).test(s);//等价于return pre1.test(s) || pre2.test(s); } public static void main(String[] args) { //定义一个字符串 String s = "bc"; //调用checkString方法,参数传递字符串和两个Lambda表达式 boolean b = checkString(s,(String str)->{ //判断字符串的长度是否大于5 return str.length()>5; },(String str)->{ //判断字符串中是否包含a return str.contains("a"); }); System.out.println(b); } }
/* 需求:判断一个字符串长度是否大于5 如果字符串的长度大于5,那返回false 如果字符串的长度不大于5,那么返回true 所以我们可以使用取反符号!对判断的结果进行取反 Predicate接口中有一个方法negate,也表示取反的意思 default Predicate<T> negate() { return (t) -> !test(t); } */ public class Demo04Predicate_negate { /* 定义一个方法,方法的参数,传递一个字符串 使用Predicate接口判断字符串的长度是否大于5 */ public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre){ //return !pre.test(s); return pre.negate().test(s);//等效于return !pre.test(s); } public static void main(String[] args) { //定义一个字符串 String s = "abc"; //调用checkString方法,参数传递字符串和Lambda表达式 boolean b = checkString(s,(String str)->{ //判断字符串的长度是否大于5,并返回结果 return str.length()>5; }); System.out.println(b); } }
16_常用的函数式接口_Predicate接口练习_集合信息筛选
/* 练习:集合信息筛选 数组当中有多条“姓名+性别”的信息如下, String[] array = { "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男", "赵丽颖,女" }; 请通过Predicate接口的拼装将符合要求的字符串筛选到集合ArrayList中, 需要同时满足两个条件: 1. 必须为女生; 2. 姓名为4个字。 分析: 1.有两个判断条件,所以需要使用两个Predicate接口,对条件进行判断 2.必须同时满足两个条件,所以可以使用and方法连接两个判断条件 */ public class Demo05Test { /* 定义一个方法 方法的参数传递一个包含人员信息的数组 传递两个Predicate接口,用于对数组中的信息进行过滤 把满足条件的信息存到ArrayList集合中并返回 */ public static ArrayList<String> filter(String[] arr,Predicate<String> pre1,Predicate<String> pre2){ //定义一个ArrayList集合,存储过滤之后的信息 ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); //遍历数组,获取数组中的每一条信息 for (String s : arr) { //使用Predicate接口中的方法test对获取到的字符串进行判断 boolean b = pre1.and(pre2).test(s); //对得到的布尔值进行判断 if(b){ //条件成立,两个条件都满足,把信息存储到ArrayList集合中 list.add(s); } } //把集合返回 return list; } public static void main(String[] args) { //定义一个储存字符串的数组 String[] array = { "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男", "赵丽颖,女" }; //调用filter方法,传递字符串数组和两个Lambda表达式 ArrayList<String> list = filter(array,(String s)->{ //获取字符串中的性别,判断是否为女 return s.split(",")[1].equals("女"); },(String s)->{ //获取字符串中的姓名,判断长度是否为4个字符 return s.split(",")[0].length()==4; }); //遍历集合 for (String s : list) { System.out.println(s); } } }
17_常用的函数式接口_Function接口
/* java.util.function.Function<T,R>接口用来根据一个类型的数据得到另一个类型的数据, 前者称为前置条件,后者称为后置条件。 Function接口中最主要的抽象方法为:R apply(T t),根据类型T的参数获取类型R的结果。 使用的场景例如:将String类型转换为Integer类型。 */ public class Demo01Function { /* 定义一个方法 方法的参数传递一个字符串类型的整数 方法的参数传递一个Function接口,泛型使用<String,Integer> 使用Function接口中的方法apply,把字符串类型的整数,转换为Integer类型的整数 */ public static void change(String s, Function<String,Integer> fun){ //Integer in = fun.apply(s); int in = fun.apply(s);//自动拆箱 Integer->int System.out.println(in); } public static void main(String[] args) { //定义一个字符串类型的整数 String s = "1234"; //调用change方法,传递字符串类型的整数,和Lambda表达式 change(s,(String str)->{ //把字符串类型的整数,转换为Integer类型的整数返回 return Integer.parseInt(str); }); //优化Lambda change(s,str->Integer.parseInt(str)); } }
18_常用的函数式接口_Function接口_默认方法andThen
/* Function接口中的默认方法andThen:用来进行组合操作 需求: 把String类型的"123",转换为Inteter类型,把转换后的结果加10 把增加之后的Integer类型的数据,转换为String类型 分析: 转换了两次 第一次是把String类型转换为了Integer类型 所以我们可以使用Function<String,Integer> fun1 Integer i = fun1.apply("123")+10; 第二次是把Integer类型转换为String类型 所以我们可以使用Function<Integer,String> fun2 String s = fun2.apply(i); 我们可以使用andThen方法,把两次转换组合在一起使用 String s = fun1.andThen(fun2).apply("123"); fun1先调用apply方法,把字符串转换为Integer fun2再调用apply方法,把Integer转换为字符串 */ public class Demo02Function_andThen { /* 定义一个方法 参数串一个字符串类型的整数 参数再传递两个Function接口 一个泛型使用Function<String,Integer> 一个泛型使用Function<Integer,String> */ public static void change(String s, Function<String,Integer> fun1,Function<Integer,String> fun2){ String ss = fun1.andThen(fun2).apply(s); System.out.println(ss); } public static void main(String[] args) { //定义一个字符串类型的整数 String s = "123"; //调用change方法,传递字符串和两个Lambda表达式 change(s,(String str)->{ //把字符串转换为整数+10 return Integer.parseInt(str)+10; },(Integer i)->{ //把整数转换为字符串 return i+""; }); //优化Lambda表达式 change(s,str->Integer.parseInt(str)+10,i->i+""); } }
19_常用的函数式接口_Function接口练习_自定义函数模型拼接
/* 练习:自定义函数模型拼接 题目 请使用Function进行函数模型的拼接,按照顺序需要执行的多个函数操作为: String str = "赵丽颖,20"; 分析: 1. 将字符串截取数字年龄部分,得到字符串; Function<String,String> "赵丽颖,20"->"20" 2. 将上一步的字符串转换成为int类型的数字; Function<String,Integer> "20"->20 3. 将上一步的int数字累加100,得到结果int数字。 Function<Integer,Integer> 20->120 */ public class Demo03Test { /* 定义一个方法 参数传递包含姓名和年龄的字符串 参数再传递3个Function接口用于类型转换 */ public static int change(String s, Function<String,String> fun1, Function<String,Integer> fun2,Function<Integer,Integer> fun3){ //使用andThen方法把三个转换组合到一起 return fun1.andThen(fun2).andThen(fun3).apply(s); } public static void main(String[] args) { //定义一个字符串 String str = "赵丽颖,20"; //调用change方法,参数传递字符串和3个Lambda表达式 int num = change(str,(String s)->{ //"赵丽颖,20"->"20" return s.split(",")[1]; },(String s)->{ //"20"->20 return Integer.parseInt(s); },(Integer i)->{ //20->120 return i+100; }); System.out.println(num); } }
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end