Java8中你可能不知道的一些地方之函數式接口實戰

何時可使用 Lambda？一般 Lambda 表達式是用在函數式接口上使用的。從 Java8 開始引入了函數式接口，其說明比較簡單：函數式接口(Functional Interface)就是一個有且僅有一個抽象方法，可是能夠有多個非抽象方法的接口。 java8 引入 @FunctionalInterface 註解聲明該接口是一個函數式接口。

1、語法

• 抽象方法有且僅有一個
• 接口使用 @FunctionalInterface 註解進行標註
• 接口中能夠存在默認方法和靜態方法實現

以下形式：

/**
* 定義函數式接口
* 接口上標註@FunctionalInterface 註解
*/
@FunctionalInterface
public interface ICollectionService {
   /**
    * 定義打印方法
    */
   void print();
}

在 Java8 之前，已有大量函數式接口形式的接口（接口中只存在一個抽象方法），只是沒有強制聲明。例如 java.lang.Runnable，java.util.concurrent.Callable，java.security.PrivilegedAction，java.io.FileFilter 等，Java8 新增長的函數接口在 java.util.function 包下，它包含了不少類，用來支持 Java 的函數式編程，該包中的函數式接口以下：

序號	接口 & 描述
1	BiConsumer<T,U>表明了一個接受兩個輸入參數的操做，而且不返回任何結果
2	BiFunction<T,U,R>表明了一個接受兩個輸入參數的方法，而且返回一個結果
3	BinaryOperator<T>表明了一個做用於於兩個同類型操做符的操做，而且返回了操做符同類型的結果
4	BiPredicate<T,U>表明了一個兩個參數的boolean值方法
5	BooleanSupplier表明了boolean值結果的提供方
6	Consumer<T>表明了接受一個輸入參數而且無返回的操做
7	DoubleBinaryOperator表明了做用於兩個double值操做符的操做，而且返回了一個double值的結果。
8	DoubleConsumer表明一個接受double值參數的操做，而且不返回結果。
9	DoubleFunction<R>表明接受一個double值參數的方法，而且返回結果
10	DoublePredicate表明一個擁有double值參數的boolean值方法
11	DoubleSupplier表明一個double值結構的提供方
12	DoubleToIntFunction接受一個double類型輸入，返回一個int類型結果。
13	DoubleToLongFunction接受一個double類型輸入，返回一個long類型結果
14	DoubleUnaryOperator接受一個參數同爲類型double,返回值類型也爲double 。
15	Function<T,R>接受一個輸入參數，返回一個結果。
16	IntBinaryOperator接受兩個參數同爲類型int,返回值類型也爲int 。
17	IntConsumer接受一個int類型的輸入參數，無返回值 。
18	IntFunction<R>接受一個int類型輸入參數，返回一個結果 。
19	IntPredicate：接受一個int輸入參數，返回一個布爾值的結果。
20	IntSupplier無參數，返回一個int類型結果。
21	IntToDoubleFunction接受一個int類型輸入，返回一個double類型結果 。
22	IntToLongFunction接受一個int類型輸入，返回一個long類型結果。
23	IntUnaryOperator接受一個參數同爲類型int,返回值類型也爲int 。
24	LongBinaryOperator接受兩個參數同爲類型long,返回值類型也爲long。
25	LongConsumer接受一個long類型的輸入參數，無返回值。
26	LongFunction<R>接受一個long類型輸入參數，返回一個結果。
27	LongPredicateR接受一個long輸入參數，返回一個布爾值類型結果。
28	LongSupplier無參數，返回一個結果long類型的值。
29	LongToDoubleFunction接受一個long類型輸入，返回一個double類型結果。
30	LongToIntFunction接受一個long類型輸入，返回一個int類型結果。
31	LongUnaryOperator接受一個參數同爲類型long,返回值類型也爲long。
32	ObjDoubleConsumer<T>接受一個object類型和一個double類型的輸入參數，無返回值。
33	ObjIntConsumer<T>接受一個object類型和一個int類型的輸入參數，無返回值。
34	ObjLongConsumer<T>接受一個object類型和一個long類型的輸入參數，無返回值。
35	Predicate<T>接受一個輸入參數，返回一個布爾值結果。
36	Supplier<T>無參數，返回一個結果。
37	ToDoubleBiFunction<T,U>接受兩個輸入參數，返回一個double類型結果
38	ToDoubleFunction<T>接受一個輸入參數，返回一個double類型結果
39	ToIntBiFunction<T,U>接受兩個輸入參數，返回一個int類型結果。
40	ToIntFunction<T>接受一個輸入參數，返回一個int類型結果。
41	ToLongBiFunction<T,U>接受兩個輸入參數，返回一個long類型結果。
42	ToLongFunction<T>接受一個輸入參數，返回一個long類型結果。
43	UnaryOperator<T>接受一個參數爲類型T,返回值類型也爲T。

對於 Java8 中提供的這麼多函數式接口，開發中經常使用的函數式接口有如下幾個 Predicate，Consumer，Function，Supplier。

2、函數式接口實例

2.1 Predicate

java.util.function.Predicate<T> 接口定義了一個名叫 test 的抽象方法，它接受泛型 T 對象，並返回一個 boolean 值。在對類型 T 進行斷言判斷時，可使用這個接口。一般稱爲斷言型接口 。

• 字符串判空

Predicate<String> p01=(str)->str.isEmpty()||str.trim().isEmpty();
    /**
     * 測試傳入的字符串是否爲空
     */
   System.out.println(p01.test(""));
   System.out.println(p01.test(" "));
   System.out.println(p01.test("admin"));

• 用戶合法性校驗

接口靜態方法完成手機號合法校驗功能，方法返回函數式接口 Predicate

public interface MyStringInter {
   public final  String checkPhone= "^((13[0-9])|(14[5,7,9])|(15([0-3]|[5-9]))|(16[0-9])" +
           "|(17[0,1,3,5,6,7,8])|(18[0-9])|(19[8|9]))\\d{8}$";
   /**
    * 用戶手機格式合法性
    *     返回L函數式接口Predicate 的實現 Lambda表達式
    * @return
    */
   static Predicate<String> checkPhone(){
         return (e)-> {
             return Pattern.compile(checkPhone).matcher(e).matches();
        };
  }
}

2.2 Consumer

java.util.function.Consumer<T> 接口定義了一個名叫 accept 的抽象方法，它接受泛型 T，沒有返回值(void)。若是須要訪問類型 T 的對象，並對其執行某些操做，可使用這個接口，一般稱爲消費型接口。

• 熱銷商品展現

/**
 熱銷商品測試數據
*/
Goods g01=new Goods(1,"iPad 2018款",3000,180, BigDecimal.valueOf(2300));
Goods g02=new Goods(6,"小米平板4",5000,600, BigDecimal.valueOf(1900));
Goods g03=new Goods(9,"微軟 Surface Pro 6",100,50, BigDecimal.valueOf(8500));
Goods g04=new Goods(20,"華爲 榮耀平板5",1600,480, BigDecimal.valueOf(1500));
List<Goods> goods= Arrays.asList(g01,g02,g03,g04);

//Consumer 實現集合數據輸出 Lambda替代匿名函數 實現Consumer接口
goods.forEach(g->{
    System.out.println(g);
});

2.3 Function

java.util.function.Function<T, R> 接口定義了一個叫做 apply 的方法，它接受一個泛型 T 的對象，並返回一個泛型 R 的對象。若是須要定義一個 Lambda，將輸入的信息映射到輸出，可使用這個接口(好比提取蘋果的重量，或把字符串映射爲它的長度),一般稱爲功能型接口。

• 用戶密碼 Base64 編碼

// 實現用戶密碼 Base64加密操做
Function<String,String> f01=(password)->Base64.getEncoder().encodeToString(password.getBytes());
// 輸出加密後的字符串
System.out.println(f01.apply("123456"));

2.4 Supplier

java.util.function.Supplier<T> 接口定義了一個 get 的抽象方法，它沒有參數，返回一個泛型T的對象，這相似於一個工廠方法,一般稱爲功能型接口。

• 外部Properties文件讀取

public static Properties readFile(String fileName) {
       Supplier<Properties> supplier = () -> {
           try {
               InputStream is = TestCase04.class.getClassLoader().getResourceAsStream(fileName);
               Properties prop = new Properties();
               prop.load(is);
               return prop;
          } catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
               return null;
          }
      };
       return supplier.get();
  }

3、高階函數

Java8 中函數式接口中方法容許函數接口做爲方法形參傳入，同時方法的結果爲函數接口，從而實現鏈式調用操做，就像俄羅斯套娃那樣，當把套娃一個個打開時，發現還有一個一樣的小套娃在裏面，最終發現最裏面的一個也是一個完整的套娃玩具，此時的高階函數是否是跟套娃有着驚人的類似之處呢。

• 多頁面轉發

String action = "";
Predicate<String> p01 = (a) -> StringUtils.isBlank(a);
/**
* 若是action 爲空 或 index 或 main 轉發到網站主頁面
* 鏈式判斷 方法結果仍然爲一個函數
*/
if (p01.or((a) -> a.equals("index")).or((a) -> a.equals("main")).test(action)) {
System.out.println("網站主頁面...");
} else {
System.out.println("其餘頁面...");
}

• 多條件排序

這裏以商品數據爲例，按商品銷量、評論排序，若是銷量一致按照商品評論數排序

/**
* 實際開發數據一般從數據庫獲取
* 這裏使用測試數據
*/
Goods g01=new Goods(1,"小米9",1789,200, BigDecimal.valueOf(2500));
Goods g02=new Goods(2,"華爲Mate20",5000,3000, BigDecimal.valueOf(7000));
Goods g03=new Goods(3,"OPPO R17",2000,2827, BigDecimal.valueOf(1500));
Goods g04=new Goods(4,"魅族 Note9",2000,1600, BigDecimal.valueOf(1600));
Goods g05=new Goods(5,"一加6T",8000,5000, BigDecimal.valueOf(3500));
List<Goods> goods= Arrays.asList(g01,g02,g03,g04,g05);

// 銷量 與 評論排序 高階函數使用
Comparator<Goods> comparator = (g1,g2)->g1.getSale()-g2.getSale();
goods.sort(comparator.thenComparing(Comparator.comparing(g3 -> g3.getComment())));
goods.forEach((g)->System.out.println(g));

高階函數應用場景較多(這裏查看源碼相關高階函數方法)，如 Optinal 接口 filter、map 、orElseGet 等方法，Stream 流操做等基本都會用到 Predicate, Consumer, Supplier, Function 等接口。

4、函數式接口優點與應用場景

函數式接口的引入，結合 Lambda 的使用，消除的匿名函數繁瑣的代碼，使得代碼結構簡潔、緊湊，第二點就是函數式接口中使用高階函數，能夠很方便的實現鏈式調用，代碼清晰簡潔，同時引入的一種新的開發思想-函數式編程，對於開發者來講只須要關注函數的規則設計實現便可。

對於函數式接口應用，後續介紹到的 Optinal、Stream 相關方法對於數據處理的使用頻率較高，同時也是構成函數式編程的核心內容。