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

• 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> 断言接口

• 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。
  

• 练习

      @Test
  public void test4() {
      ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
      list.add("java");
      list.add("pht");
      list.add("python");
      list.add("go");
      list.add("linux");
      List strList = filtrate(list, (e) ->
              e.length() > 3
      );
      //stream 流
      strList.forEach(System.out::println);
  }
  
  //需求:将满足的字符串,放入集合中
  public List filtrate(ArrayList<String> arrayList, Predicate<String> pr) {
      ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
      for (String s : arrayList) {
          if (pr.test(s)) {
              list.add(s);
          }
      }
      return list;
  }
  

Function<T, R> 函数接口

• 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“
  

• 练习

      @Test
  public void test5() {
      String strHander = strHander("\t\t\t过的不错的小日本  ", (str) ->
              str.trim()
      );
      System.out.println(strHander);
  }
  
  //需求:用来处理字符串
  public String strHander(String str, Function<String, String> fu) {
      return fu.apply(str);
  }
  

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
		 */
	}
}