Java8函數式編程詳解

Java8 函數式編程詳解

Author:Dorae
Date:2017年11月1日23:03:26
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提及Java8，可能不少人都已經知道其最大的改進，就是引入了Lambda表達式與Stream，畢竟Java9都已近發佈了，Java8發佈了也已經近三年。那麼，今天咱們就先來說一下Java8引入的Lambda表達式，以及由此引入的函數式編程，以及函數式接口。

什麼是函數式編程

函數式編程並非Java新提出的概念，其與指令編程相比，強調函數的計算比指令的計算更重要；與過程化編程相比，其中函數的計算能夠隨時調用。

固然，你們應該都知道面向對象的特性（抽象、封裝、繼承、多態）。其實在Java8出現以前，咱們關注的每每是某一類對象應該具備什麼樣的屬性，固然這也是面向對象的核心--對數據進行抽象。可是java8出現之後，這一點開始出現變化，彷佛在某種場景下，更加關注某一類共有的行爲（這彷佛與以前的接口有些相似），這也就是java8提出函數式編程的目的。如圖1-1所示，展現了面向對象編程到面向行爲編程的變化。

圖1-1

爲何須要Lambda表達式

首先，不得不提增長Lambda的目的，其實就是爲了支持函數式編程，而爲了支持Lambda表達式，纔有了函數式接口。另外，爲了在面對大型數據集合時，爲了可以更加高效的開發，編寫的代碼更加易於維護，更加容易運行在多核CPU上，java在語言層面增長了Lambda表達式。

第一個Lambda表達式

前邊廢話了這麼多，其實Lambda就是Java新增的語法而已。固然，Lambda（咱們認爲這裏包含了方法引用）確實可以給咱們的開發帶來許多便利。
首先，在java8以前，若是須要創建一個線程，很大可能會寫出下面的代碼：

new Thread(new Runnable()) {
	@Override
	public void run() {
		System.out.println("Hello World!");
	}
}).start();
複製代碼

可是Java8引入Lambda以後，也許這樣寫會更好：

new Thread(
	() -> System.out.println("Hello world!");
);
複製代碼

很明顯，Lambda能夠幫助咱們減小模板代碼的書寫，同時減小了要維護的匿名內部類，固然，其做用毫不僅僅這麼一點（關於Lambda的具體使用，讀者能夠參考java8函數式編程這本書，做者解析的很詳細）。接下來咱們先來看一下java8關於接口的的變更。

Java8中接口的變化

其實Java9中關於接口，又有了進一步的變更，這裏咱們暫且侷限於Java8。在Java8中，接口能夠包含靜態方法，另外還增長了一個用於修飾方法的關鍵字--default，稱之爲默認方法（帶有方法體）。

• 靜態方法

其實Java8中增長靜態方法，目的徹底出於編寫類庫，對某些行爲進行抽象（還記得咱們以前用類去作嗎？）。可是有一點不一樣的是：類中的靜態方法能夠繼承，而且能夠從實例得到引用（並不建議這麼作）；可是接口中的靜態方法不能被繼承。

• 默認方法

其實，引入默認方法，是不得已而爲之，由於Java8引入了函數式接口，許多像Collection這樣的基礎接口中增長了方法，若是仍是一個傳統的抽象方法的話，那麼可能不少第三方類庫就會變得徹底沒法使用。爲了實現二進制的向後兼容性，引入了帶有方法體、被default修飾的方法--默認方法。其主要思想就是若是子類中沒有實現，那麼採用父類提供的默認實現。其具體的繼承規則如圖1-2所示。

圖1-2

其中Parent接口中定義了默認方法welcome；
Child接口對默認方法進行了覆蓋；
ParentImpl繼承了Parent接口的方法；
ChildImpl繼承了Child的方法；
OverridingParent覆蓋了父類的welcome； OverridingChild最終的welcome來自於OverridingParent。

關於繼承規則，能夠簡短描述爲：類勝於接口；子類勝於父類；若是前二者都不適用，那麼子類要麼實現該方法，要麼將該方法聲明爲抽象方法。

函數式接口

關於接口的變更，Java8中新定義了一種接口類型，函數式接口，與其餘接口的區別就是：

• 函數式接口中只能有一個抽象方法（咱們在這裏不包括與Object的方法重名的方法）；
• 能夠有從Object繼承過來的抽象方法，由於全部類的最終父類都是Object；
• 接口中惟一抽象方法的命名並不重要，由於函數式接口就是對某一行爲進行抽象，主要目的就是支持Lambda表達式。

Java8以前已經存在的函數式接口有：

java.lang.Runnable
java.util.concurrent.Callable
java.security.PrivilegedAction
java.util.Comparator
java.io.FileFilter
java.nio.file.PathMatcher
java.lang.reflect.InvocationHandler
java.beans.PropertyChangeListener
java.awt.event.ActionListener
javax.swing.event.ChangeListener

另外，Java8還提供了@FunctionalInterface註解來幫助咱們標識函數式接口。另外須要注意的是函數式接口的目的是對某一個行爲進行封裝，某些接口可能只是巧合符合函數式接口的定義。

如圖1-3所示，爲java8的Function包的結構（即新引入的函數式接口），圖中綠色表示主要引入的新接口，其餘接口基本上都是爲了支持基本類型而添加的接口，方法的具體做用圖中有具體說明。

圖1-3

自定義函數式接口支持Lambda表達式

看下以下代碼，最終輸出應該是兩行"Hello World！"，是否是很神奇？

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Action action = System.out :: println;
		action.execute("Hello World!");
		test(System.out :: println, "Hello World!");
	}

	static void test(Action action, String str) {
		action.execute(str);
	}
}
@FunctionalInterface
interface Action<T> {
	public void execute(T t);
}
複製代碼

小結

本文對Lambda以及函數式接口進行了簡要介紹，目的是激發你們使用Lambda的興趣，步入函數式編程的大門。