一文带你掌握Java8中函数式接口的使用和自定义
作者：努力的IT小胖子
函数式接口是 Java 8 引入的一种接口，用于支持函数式编程。函数式接口通常包含一个抽象方法，可以被 Lambda 表达式或方法引用所实现。在本文中，我们将深入探讨函数式接口的概念、用途以及如何创建和使用函数式接口。
什么是函数式接口
函数式接口是只包含一个抽象方法的接口。但是默认方法和静态方法在此接口中可以定义多个。Java 中的函数式接口可以被用作 Lambda 表达式的目标类型。通过函数式接口，可以实现更简洁、更具可读性的代码，从而支持函数式编程的思想。
常见函数式接口
Java 中有一些内置的函数式接口，用于不同的用途：
- Runnable： 用于描述可以在单独线程中执行的任务。
- Callable： 类似于 Runnable，但可以返回执行结果或抛出异常。
- Comparator： 用于比较两个对象的顺序。
- Function： 接受一个参数并产生一个结果。
- Predicate： 接受一个参数并返回一个布尔值，用于判断条件是否满足。
- Supplier： 不接受参数，但返回一个值。
自定义函数式接口
自定义函数式接口是需要在接口上添加 @FunctionalInterface 注解
定义 CustomFunctionalInterface 接口函数
@java.lang.FunctionalInterface
public interface CustomFunctionalInterface {
void execute();
}在上述代码中，定义了一个名为 CustomFunctionalInterface 的函数式接口，其中包含一个抽象方法 execute，这是一个无参无返回值的方法。通过使用 @FunctionalInterface 注解，明确告诉编译器这是一个函数式接口，确保它只包含一个抽象方法。
基于 CustomFunctionalInterface 使用
public class CustomFunctionInterfaceTest {
public void test(CustomFunctionalInterface functionalInterface) {
functionalInterface.execute();
}
@Test
public void execute() {
test(() -> System.out.println("Hello World Custom!"));
}
}在测试类 CustomFunctionInterfaceTest 中，定义了一个名为 test 的方法，接受一个 CustomFunctionalInterface 参数，并在方法体中调用了 execute 方法。这个方法允许将任意实现了 CustomFunctionalInterface 的 Lambda 表达式传递进来，并执行其 execute 方法。
在测试方法 execute 中，通过调用 test 方法，传递了一个 Lambda 表达式 () -> System.out.println("Hello World Custom!")。这个 Lambda 表达式实现了 CustomFunctionalInterface 的抽象方法 execute，即打印了一条 "Hello World Custom!" 的消息。
常见函数式接口基本使用
Predicate
当涉及到对集合或数据进行筛选时，Java 中的函数式接口 Predicate 可以发挥重要作用。Predicate 是一个通用的函数式接口，用于定义一个接受参数并返回布尔值的操作，用于判断条件是否满足。
Predicate 函数式接口
@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {
boolean test(T t);
}基于 Predicate 进行筛选
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;
public class PredicateExample {
public static List<String> filterStrings(List<String> list, Predicate<String> predicate) {
List<String> filteredList = new ArrayList<>();
for (String str : list) {
if (predicate.test(str)) {
filteredList.add(str);
}
}
return filteredList;
}
public static void main(String[] args) {
List<String> stringList = List.of("apple", "banana", "cherry", "date", "elderberry");
Predicate<String> lengthPredicate = str -> str.length() > 5;
List<String> longStrings = filterStrings(stringList, lengthPredicate);
System.out.println("Long strings: " + longStrings);
}
}在这个示例中，我们定义了一个 filterStrings 方法，它接受一个字符串列表和一个 Predicate 参数，并返回符合条件的字符串列表。在 main 方法中，我们创建了一个长度判断的 Predicate，然后使用它来筛选出长度大于 5 的字符串。
Consumer
函数式接口 Consumer 在 Java 中用于表示接受一个参数并且没有返回值的操作。它可以用于执行一些对输入数据的处理，例如打印、修改等。
Consumer 函数式接口
@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
void accept(T t);
}基于 Consumer 进行筛选
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;
public class ConsumerExample {
public static void processIntegers(List<Integer> list, Consumer<Integer> consumer) {
for (Integer num : list) {
consumer.accept(num);
}
}
public static void main(String[] args) {
List<Integer> integerList = List.of(1, 2, 3, 4, 5);
Consumer<Integer> squareAndPrint = num -> {
int square = num * num;
System.out.println("Square of " + num + " is: " + square);
};
processIntegers(integerList, squareAndPrint);
}
}在这个示例中，我们定义了一个 filterStrings 方法，它接受一个字符串列表和一个 Predicate 参数，并返回符合条件的字符串列表。在 main 方法中，我们创建了一个长度判断的 Predicate，然后使用它来筛选出长度大于 5 的字符串。
在这个示例中，我们定义了一个 processIntegers 方法，它接受一个整数列表和一个 Consumer 参数，并在方法内遍历列表，对每个元素执行 accept 方法。在 main 方法中，我们创建了一个 Consumer 实现 squareAndPrint，它会计算每个元素的平方并打印出来。
Function
函数式接口 Function 在 Java 中用于表示一个接受一个参数并产生一个结果的操作。它可以用于执行各种转换、映射和处理操作。
Function 函数式接口
Function 接口定义了一个名为 apply 的抽象方法，接受一个参数并返回一个结果。这个接口用于表示一个对输入数据的转换操作。
@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
R apply(T t);
}在上述定义中，T 表示输入类型，R 表示输出类型。
基于 Function 进行数据转换
转换为大写
import java.util.function.Function;
public class FunctionExample {
public static String convertToUpperCase(String input, Function<String, String> function) {
return function.apply(input);
}
public static void main(String[] args) {
String original = "hello world";
String upperCase = convertToUpperCase(original, str -> str.toUpperCase());
System.out.println(upperCase);
}
}在这个示例中，我们定义了一个 convertToUpperCase 方法，它接受一个字符串和一个 Function 参数，用于将输入字符串转换为大写。在 main 方法中，我们通过传递一个 Function 实现来执行转换操作。
字符串长度映射
import java.util.List;
import java.util.function.Function;
import java.util.stream.Collectors;
public class FunctionExample {
public static List<Integer> mapStringLengths(List<String> list, Function<String, Integer> function) {
return list.stream()
.map(function)
.collect(Collectors.toList());
}
public static void main(String[] args) {
List<String> strings = List.of("apple", "banana", "cherry", "date");
List<Integer> lengths = mapStringLengths(strings, str -> str.length());
System.out.println(lengths);
}
}在这个示例中，我们定义了一个 mapStringLengths 方法，它接受一个字符串列表和一个 Function 参数，用于将输入字符串映射为它们的长度。通过使用 map 操作，我们在列表中的每个字符串上执行了长度映射。
Supplier
函数式接口 Supplier 在 Java 中用于表示一个不接受参数但产生一个结果的操作。它通常用于延迟计算，只在需要时才执行操作并生成结果。
Supplier 函数式接口
Supplier 接口定义了一个名为 get 的抽象方法，用于获取一个结果。这个接口用于表示一个无参操作，只产生结果。
javaCopy code
@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
T get();
}在上述定义中，T 表示结果的类型
基于 Supplier 进行延迟计算
随机数生成
import java.util.Random;
import java.util.function.Supplier;
public class SupplierExample {
public static int generateRandomNumber(Supplier<Integer> supplier) {
return supplier.get();
}
public static void main(String[] args) {
Supplier<Integer> randomSupplier = () -> new Random().nextInt(100);
int randomNumber = generateRandomNumber(randomSupplier);
System.out.println("Random number: " + randomNumber);
}
}在这个示例中，我们定义了一个 generateRandomNumber 方法，它接受一个 Supplier 参数，并通过调用 get 方法获取随机数。在 main 方法中，我们创建了一个随机数生成的 Supplier，然后将它传递给 generateRandomNumber 方法来获取随机数。
延迟初始化
import java.util.function.Supplier;
public class SupplierExample {
private String expensiveResource = null;
public String getExpensiveResource(Supplier<String> supplier) {
if (expensiveResource == null) {
expensiveResource = supplier.get();
}
return expensiveResource;
}
public static void main(String[] args) {
Supplier<String> resourceSupplier = () -> {
System.out.println("Initializing expensive resource...");
return "Expensive Resource";
};
SupplierExample example = new SupplierExample();
System.out.println(example.getExpensiveResource(resourceSupplier));
System.out.println(example.getExpensiveResource(resourceSupplier));
}
}在这个示例中，我们定义了一个 getExpensiveResource 方法，它接受一个 Supplier 参数，并使用延迟初始化的方式获取昂贵的资源。在 main 方法中，我们创建了一个资源初始化的 Supplier，然后多次调用 getExpensiveResource 方法，观察只有在需要时才会初始化资源。
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