Java開發筆記（六十二）如何定義函數式接口

前面介紹了Lambda表達式的用法，從實踐中發現它確實極大地方便了開發者，然而不論是匿名內部類仍是Lambda表達式，所舉的例子都離不開各種數組的排序方法，倘使Lambda表達式僅能用於sort方法，無疑限制了它的應用範圍。那麼除了sort方法，還有哪些場景可以將Lambda表達式派上用場呢？既然匿名內部類與Lambda表達式都依附於某種接口，追根究底，就得好好研究一下這種接口的特別之處。
關於排序方法sort的第二個輸入參數，本來定義的參數類型是比較器Comparator，但是這個比較器真正有用的實乃惟一一個抽象方法compare。以前闡述Lambda表達式概念的時候，提到Lambda表達式指的是匿名方法，而且因爲Java不支持把方法做爲參數類型，所以只好再給方法加一層接口的包裝，因而sort方法裏的參數類型變爲Comparator接口而非compare方法了。
像Comparator這種掛羊頭賣狗肉的接口，表面上是接口的結構，實際上給某個方法專用，爲了有別於其它普通接口，它被Java稱做「函數式接口」。函數式接口擁有通常接口的形態，但其內部有且僅有一個抽象方法（方法也叫作函數），而這也是外部調用時採起Lambda表達式改寫的方法。除此以外，函數式接口還容許定義別的非抽象方法，包括默認方法與靜態方法。
搞清楚了函數式接口的前因後果，接下來不妨自定義一個全新的函數式接口。以前講到普通接口之時，定義了一個行爲接口給各個動物類實現，這意味着行爲動做的方法代碼與類定義代碼在一塊兒定義。若是來了一個新的動物，就得提供對應的動物類定義及其動做代碼，日積月累各類動物類勢必愈來愈多。不過不少業務場景但願更靈活的邏輯，每每只要定義一個基礎的動物類，而後動物的每樣屬性都由成員方法讀寫，甚至動物的行爲動做也由外部傳入。這樣能夠制定一個「行動」方法，並經過「行爲」接口包裝起來，再提供給動物類使用。下面即是一個最簡單的行爲接口代碼例子：

//定義一個行爲接口，給動物類調用
public interface Behavior {

	// 聲明一個名叫行動的抽象方法
	public void act();
}

從上面的接口定義可知，Behavior接口有且僅有一個抽象方法act，於是它屬於函數式接口。接着編寫動物類的定義代碼，其中的midnight方法用來控制該動物在半夜幹什麼，具體的行動內容由輸入參數指定（參數類型爲Behavior），具體的動物類代碼以下所示：

//演示動物類的定義，其中midnight方法的輸入參數爲Behavior類型
public class Animal {

	// 定義一個名稱屬性
	private String name;

	public Animal(String name) {
		this.name = name;
	}
	
	public String getName() {
		return this.name;
	}
	
	// 定義一個半夜行動的方法。具體的動做由輸入行爲的act方法執行
	public void midnight(Behavior behavior) {
		behavior.act();
	}
}

而後外部就能建立動物類Animal的實例，並調用該實例的midnight方法傳入規定的行爲動做。以公雞爲例，大公雞最喜歡在半夜雞叫了，那麼先建立一隻公雞實例，再命令它的midnight方法執行叫喚動做，這裏的叫喚動做若以匿名內部類書寫的話，可參考下列的調用代碼：

	// 測試公雞在半夜幹了啥
	private static void testCock() {
		Animal cock = new Animal("公雞");
		// 調用midnight方法時，傳入匿名內部類的實例
		cock.midnight(new Behavior() {
			@Override
			public void act() {
				System.out.println(cock.getName()+"在叫啦。");
			}
		});
	}

 

把以上的匿名內部類寫法改成Lambda表達式，將冗餘部分掐頭去尾簡化成了以下一行代碼：

		// 調用midnight方法時，傳入Lambda表達式的代碼。
		// 匿名方法不存在輸入參數的話，也要保留一對圓括號佔位子。
		cock.midnight(() -> System.out.println(cock.getName()+"在叫啦。"));

 

單單看這個Lambda表達式，姑且不論事實上的參數類型爲什麼，至少在表面上是把一段方法代碼做爲輸入參數傳給了midnight。如此一來，函數式接口藉助Lambda表達式，成功地瞞天過海搖身變成了一種方法類型。
繼續演示其它動物，每當夜深人靜的時候，老貓便瞪圓眼睛出來捉老鼠了，因而往老貓實例的midnight方法輸入捉老鼠動做，相應的調用代碼以下所示：

	// 測試老貓在半夜幹了啥
	private static void testCat() {
		Animal cat = new Animal("老貓");
		// 調用midnight方法時，傳入Lambda表達式的代碼
		cat.midnight(() -> System.out.println(cat.getName()+"在捉老鼠。"));
	}

 

可見函數式接口結合Lambda表達式，將與行爲有關的代碼減肥減得不能再瘦了。再奉上一段豬仔在半夜呼呼大睡的代碼例子：

	// 測試豬仔在半夜幹了啥
	private static void testPig() {
		Animal pig = new Animal("豬仔");
		// 調用midnight方法時，傳入Lambda表達式的代碼
		pig.midnight(() -> System.out.println(pig.getName()+"在呼呼大睡。"));
	}

 

最後運行上述三種動物的測試代碼，獲得如下的日誌結果：

公雞在叫啦。
老貓在捉老鼠。
豬仔在呼呼大睡。

 

總結一下，函數式接口適用於外部把某個方法看成輸入參數的場合。經過利用函數式接口，一羣類似的實體支持在調用之時單獨傳入個體動做，而無需像從前那樣派生出許多子類，還要在各個子類中分別實現它們的動做方法。

更多Java技術文章參見《Java開發筆記（序）章節目錄》