一、函数式(Functional)接口
1、概念
函数式接口在 java 中是指:有且仅有一个抽象方法的接口,称为函数式接口。
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。
Tips:“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。
2、格式
只要确保接口中有且仅有一个抽象方法即可。
语法格式:
修饰符 interface 接口名称 {
public abstract 返回值类型 方法名称(可选参数信息);
// 其他非抽象方法内容
}
由于接口当中抽象方法的 public abstract 是可以省略的,所以定义函数式接口很简单:
public interface MyFunctionalInterface {
void myMethod();
}
3、
二、@FunctionalInterface 注解
我们可以在一个接口上使用 @FunctionalInterface 注解,这样做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。
与 @Override 注解的作用类似,Java8中专门为函数式接口引入了一个新的注解:@FunctionalInterface。
该注解可用于一个接口的定义上:
@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
void myMethod();
}
一旦使用该注解来定义接口,编译器将会强制检查该接口是否确实有且仅有一个抽象方法,否则将会报错。
需要注意的是,即使不适用该注解,只要满足函数式接口的定义,这仍然是一个函数式接口,使用起来都一样。
三、自定义函数式接口
自定义函数式接口:
函数式接口中使用泛型:
作为参数传递 Lambda 表达式:
作为参数传递 Lambda 表达式:为了将 Lambda 表达式作为参数传递,接收Lambda 表达式的参数类型必须是与该 Lambda 表达式兼容的函数式接口的类型。
四、如何理解函数式接口
Java从诞生日起就是一直倡导“一切皆对象”, 在Java里面面向对象(OOP)编程是一切。但是随着python、 scala等语言的兴起和新技术的挑战, Java不得不做出调整以便支持更加广泛的技术要求,也即java不但可以支持OOP还可以支持OOF(面向函数编程)。
在函数式编程语言当中,函数被当做一等公民对待。在将函数作为一等公民的编程语言中, Lambda表达式的类型是函数。但是在Java8中,有所不同。在
Java8中, Lambda表达式是对象,而不是函数,它们必须依附于一类特别的对象类型——函数式接口。
简单的说,在Java8中, Lambda表达式就是一个函数式接口的实例。 这就是Lambda表达式和函数式接口的关系。也就是说,只要一个对象是函数式接口
的实例,那么该对象就可以用Lambda表达式来表示。
所以以前用匿名实现类表示的现在都可以用Lambda表达式来写。
五、Lambda 的延迟执行
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 。
性能浪费的日志案例
注意: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,以便项目的监控和优化。
一种典型的场景就是对参数进行有条件使用,例如对日志消息进行拼接后,在满足条件的情况下进行打印输出:
1 public class DemoLogger {
2 private static void log(int level, String msg) {
3 if (level == 1) {
4 System.out.println(msg);
5 }
6 }
7
8 public static void main(String[] args) {
9 String msgA = "Hello";
10 String msgB = "World";
11 String msgC = "Java";
12 log(1, msgA + msgB + msgC);
13 }
14 }
这段代码存在问题:无论级别是否满足要求,作为 log 方法的第二个参数,三个字符串一定会首先被拼接并传入方
法内,然后才会进行级别判断。如果级别不符合要求,那么字符串的拼接操作就白做了,存在性能浪费。
Lambda 的更优写法
使用Lambda 必然需要一个函数式接口:
1 @FunctionalInterface
2 public interface MessageBuilder {
3 String buildMessage();
4 }
然后对 log 方法进行改造
1 public class Demo02LoggerLambda {
2 private static void log(int level, MessageBuilder builder) {
3 if (level == 1) {
4 System.out.println(builder.buildMessage());
5 }
6 }
7
8 public static void main(String[] args) {
9 String msgA = "Hello";
10 String msgB = "World";
11 String msgC = "Java";
12 log(1, () ‐ > msgA + msgB + msgC );
13 }
14 }
这样一来,只有当级别满足要求的时候,才会进行三个字符串的拼接;否则三个字符串将不会进行拼接。
证明Lambda 的延迟
通过下面代码进行验证:
1 public class DemoLoggerDelay {
2 private static void log(int level, MessageBuilder builder) {
3 if (level == 1) {
4 System.out.println(builder.buildMessage());
5 }
6 }
7
8 public static void main(String[] args) {
9 String msgA = "Hello";
10 String msgB = "World";
11 String msgC = "Java";
12 log(2, () ‐ > {
13 System.out.println("Lambda执行!");
14 return msgA + msgB + msgC;
15 });
16 }
17 }
从结果中可以看出,在不符合级别要求的情况下,Lambda将不会执行。从而达到节省性能的效果。
Tips:实际上使用内部类也可以达到同样的效果,只是将代码操作延迟到了另外一个对象当中通过调用方法来完成。而是否调用其所在方法是在条件判断之后才执行的。
六、使用Lambda 作为参数和返回值
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。
Demo:
1 public class DemoRunnable {
2 private static void startThread(Runnable task) {
3 new Thread(task).start();
4 }
5
6 public static void main(String[] args) {
7 startThread(() ‐ > System.out.println("线程任务执行!"));
8 }
9 }
类似地,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。
Demo:
1 import java.util.Arrays;
2 import java.util.Comparator;
3
4 public class Demo06Comparator {
5 private static Comparator<String> newComparator() {
6 return (a,b) ‐>b.length() ‐ a.length();
7 }
8
9 public static void main(String[] args) {
10 String[] array = {"abc", "ab", "abcd"};
11 System.out.println(Arrays.toString(array));
12 Arrays.sort(array, new Comparator());
13 System.out.println(Arrays.toString(array));
14 }
15 }
其中直接 return 一个Lambda 表达式即可。