Java8新特性1——函数式接口lambda表达式

Java8新特性1——函数式接口&lambda表达式

注：以下内容基于Java 8，所有代码都已在Java 8环境下测试通过

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1. 函数式接口

如果在一个接口中，有且只有一个抽象方法，则该接口被称为函数式接口。如：

interface Test {void test();
}

注：

可以在接口前使用 @FunctionalInterface 注解，判断这个接口是否是⼀个函数式接口。如：

@FunctionalInterface
interface Test1 {//有且仅有一个抽象方法，是函数式接口void test();
}@FunctionalInterface
interface Test2 {//有且仅有一个抽象方法，是函数式接口void test();default void f() {}
}@FunctionalInterface
interface Test3 {//没有抽象方法，不是函数式接口，编译器报错
}@FunctionalInterface
interface Test4 {//有多个抽象方法，不是函数式接口，编译器报错void test1();void test2();
}

2. lambda表达式

2.1 lambda表达式作用

lambda表达式是一个匿名函数，用于简化函数式接口的实现。

在Java中，接口不能实例化，但接口对象可以指向实现类对象。当没有实现类对象时，可以通过匿名类的方式，如：

public class Main {public static void main(String[] args) {Test test = new Test() {@Overridepublic void f() {System.out.println("使用匿名函数的方式实现了函数式接口");}};test.f();}
}@FunctionalInterface
interface Test {void f();
}

使用匿名类的方式代码不是很简洁，因此引入了lambda表达式，如：

public class Main {public static void main(String[] args) {Test test = () -> System.out.println("使用lambda表达式的方式实现了函数式接口");test.f();}
}@FunctionalInterface
interface Test {void f();
}

在使用lambda表达式之后，代码变得简洁了很多，因此可以说lambda表达式是和函数式接口相辅相成的。在上面的代码中，lambda表达式实际做了以下三个工作：

1. 自动实现接口

   Test test = new Test();
   

2. 将 -> 前的参数自动添加到抽象函数里面（上面代码中抽象函数没有参数）

   void f();
   

3. 将 -> 后的语句作为抽象函数的方法体

   void f(){System.out.println("使用lambda表达式的方式实现了函数式接口");
   }
   

2.2 lambda表达式语法格式

lambda表达式的格式如下：

(参数1, 参数2, ……) -> {方法体;
}

其中：

• 参数要求和函数式接口中抽象方法的参数一致（包括数量和类型以及顺序）
• 如果函数式接口中抽象方法有返回值，则实现的时候也需要返回值

public class Main {public static void main(String[] args) {Test test = (int x, int y) -> {//参数、返回值与函数式接口中抽象方法一致return x + y;};test.add(1, 2);}
}@FunctionalInterface
interface Test {int add(int x, int y);
}

2.3 lambda表达式的精简

• 参数精简

  • 参数类型可以省略，若省略一个类型参数，则所有的类型参数都要省略
  • 若只有一个参数，则小括号可以省略
  • 若参数为0或者多于1个，则小括号不可以省略

• 方法体精简

  • 若方法体中只有一行代码，则花括号可以省略
  • 若方法体中只有一行代码且是return语句，则在省略大括号的时候还需要去掉return关键字
  • 若方法体中有多行代码或者使用了return语句，则大括号不可以省略

  public class Main {public static void main(String[] args) {//只有一个参数，省略了小括号//只有一条return语句，省略了花括号即return关键字Test test = x -> Math.exp(x);test.exp(1);}
  }@FunctionalInterface
  interface Test {double exp(double x);
  }
  

  2.4 变量作用域

  1. lambda表达式只可以访问外部变量，但不能修改外部变量
  2. lambda表达式访问的外部变量一般都是声明为 final 的，但也可以不用声明为 final ，但该变量在声明后不能被修改
  3. lambda表达式中不允许声明一个与局部变量同名的参数或局部变量

  public class Main {static final int a = 0;public static void main(String[] args) {final int num1 = 10;int num2 = 20;//num2 = 40; //声明后不能被修改Test test1 = x -> {System.out.println(num1);//可以访问外部被声明为 final 的变量System.out.println(num2);//可以访问外部的普通变量//num1 = 20;//只能访问，不能修改//num2 = 20;//只能访问，不能修改//int num1 = 20;//不允许声明一个与局部变量同名的局部变量return Math.exp(x);};//num2 = 40; //声明后不能被修改test1.exp(1);//不允许声明一个与局部变量同名的参数//Test test2 = num1 -> Math.exp(num1);}
  }@FunctionalInterface
  interface Test {double exp(double x);
  }
  

3. 四大函数式接口

为了让开发者高效地使用函数式接口，Java 8 在 java.util.function 包下提供了许多函数式接口，以下四种是最为常见的：

接口原型	抽象方法	备注
Consumer< T >	accept(T t)	消费型接口
Supplier< T >	T get()	供给型接口
Function<T, R>	R apply(T t)	函数型接口
Predicate< T >	boolean test(T t)	断言型接口

3.1 Consumer< T >：消费型接口

该接口只接收输入参数但不输出返回值，消费对象，只进不出。

• 接口原型：

  @FunctionalInterface
  public interface Consumer<T> {void accept(T t);
  }
  

• 使用示例：

  import java.util.function.Consumer;public class Main {public static void main(String[] args) {Consumer<Integer> acc = (t) -> System.out.println(t);//实现 Consumer 接口acc.accept(10);}
  }
  

3.2 Supplier< T >：供给型接口

该接口只输出返回值但不接收输入参数，生成对象，只出不进。

• 接口原型：

  public interface Supplier<T> {T get();
  }
  

• 使用示例：

  import java.util.function.Supplier;public class Main {public static void main(String[] args) {Supplier<Integer> sup = () -> 10;//实现 Supplier 接口System.out.println(sup.get());}
  }
  

3.3 Function<T, R>：函数型接口

该接口既接收输入参数又输出返回值，用于指定特定功能，有进有出。

• 接口原型：

  @FunctionalInterface
  public interface Function<T, R> {R apply(T t);
  }
  

• 使用示例：

  import java.util.function.Function;public class Main {public static void main(String[] args) {Function<Integer, String> fun = (x) -> {//实现 Function 接口String out = "输入的整数是" + x;return out;};System.out.println(fun.apply(10));}
  }
  

3.4 Predicate< T >：断言型接口

该接口既接收输入参数又输出返回值，且返回值只能是布尔值，用于条件判断，有进有出。

• 函数原型：

  public interface Predicate<T> {boolean test(T t);
  }
  

• 使用示例：

  import java.util.function.Predicate;public class Main {public static void main(String[] args) {Predicate<Integer> pre = (x) -> x % 2 == 0;//实现 Predicate 接口int a = 10;if (pre.test(10)) {System.out.println(a + "是偶数");} else {System.out.println(a + "是奇数");}}
  }