Java8中需要知道的函数式接口有哪些

前言

Java 8 中提供了许多函数式接口，包括Function、Consumer、Supplier、Predicate 等等。它们都位于 java.util.function 包下。

为什么需要知道这几个函数式接口

因为这 4 个函数式接口是 Java 8 中新增的重要接口，同时 Java 8 的 Stream 新特性，也有用到这些接口，所以学习它们可以帮助我们更好地理解 Stream 流。

也正因为这是函数式接口，所以就可以使用 Lambda 表达式来写接口的实现逻辑。而且学习的过程中可以更好地理解函数式编程的思想。

Function 接口

说明

Function 这个单词的意思就有「函数」的意思，就数学中的 y = f(x)，接收一个 x 参数，通过函数 f 运算后，返回一个结果 y。

Function 接口包含四个方法：

• apply(T t)：这是 Function 接口的主要方法，它接收一个参数并返回一个结果。同时它也是唯一的抽象的方法，剩下的都是有默认实现的（Java 8 中接口的抽象方法支持默认实现）。

• andThen(Function after)：作用是将两个 Function 组合。首先执行当前函数，再执行 andThen 函数，并将当前函数的结果作为参数传递给 andThen 函数。

• compose(Function before)：同理，将两个 Function 组合，将先执行 compose 函数，再执行当前函数，并将 compose 函数的结果作为参数传递给当前函数。

• identity(): 返回一个执行恒等转换的函数，即返回输入参数本身。

Function 接口通常用于将一个类型的值转换为另一个类型的值。

apply 方法

// Function 接口的泛型，第一个参数是入参类型，第二个参数是出参类型
// Function 接口只有一个抽象方法，就是 apply()，下面利用 Lambda 表达式实现这个抽象方法并创建 Function 对象
Function function = num -> "GTA" + num;
// 将5这个参数传递给function，得到返回结果
String result = function.apply(5);
System.out.println(result); // 打印：GTA5

andThen 和 compose 方法

// 定义两个 Function 对象进行相关转换操作
Function upperCase = s -> s.toUpperCase();
Function addPostfix = s -> s + "5";
// 链式调用，将 gta 这个字符串参数先传递 upperCase 这个函数进行操作，然后将得到的结果传递给 addPostfix 函数进行操作，得到返回结果
String str = upperCase.andThen(addPostfix).apply("gta");
System.out.println(str); // 打印：GTA5

identify 方法

identity 方法返回一个执行恒等转换的函数，该函数将输入参数原样返回。例如：

Function identity = Function.identity();
String result = identity.apply("hello"); // result is "hello"

Consumer 接口

说明

Consumer 这个单词的意思就有「消费者」的意思，就把入参消费了，并不会返回结果给你。

Consumer 接口包含两个方法：

• accept(T t)：该方法接受一个参数并执行一些操作。

• andThen(Consumer after)：同理，将两个 Consumer 组合，先后进行消费。

accept 方法

Consumer 接口通常用于消费一个参数然后执行一些操作。例如：

// Consumer 接口，泛型参数是入参类型，接受一个参数，并不返回结果，相当于消费了这个参数
Consumer consumer = s -> System.out.println(s);
consumer.accept("我输入什么就打印什么"); // 打印：我输入什么就打印什么

andThen 方法

组合两个 Consumer：

Consumer first = s -> System.out.println(s + 5);
Consumer second = s -> System.out.println(s + 6);
// 先执行 first 这个 Consumer，接着执行 second 这个 Consumer
Consumer combination = first.andThen(second);
combination.accept("GTA"); // 打印：GTA5 GTA6

Supplier 接口

Supplier 接口只定义了一个 get() 方法，该方法不接受任何参数并返回一个结果。

Supplier 这个单词的意思就有「供应者」的意思，给我的感觉就是生产者，不用参数，直接生产一个东西给你。

Supplier 接口通常用于生成一个值。例如：

// Supplier 接口，泛型参数是出参类型，不接受参数，但是会提供结果，相当于生产了某个东西
Supplier supplier = () -> "提供一个我随便打的字符串给调用方";
String text = supplier.get();
System.out.println(text); // 打印：提供一个我随便打的字符串给调用方

Predicate 接口

说明

Predicate 这个单词的意思就有「预言，预测，谓语，谓词」的意思，就是用来预测判断的。

Predicate 接口包含四个方法：

• test(T t)：该方法接受一个参数并返回一个布尔值。

• and(Predicate other)：与另一个 Predicate 进行组合，实现逻辑与操作。

• negate()：与另一个 Predicate 进行组合，实现逻辑非操作。

• or(Predicate other)：与另一个 Predicate 进行组合，实现逻辑或操作。

test方法

Predicate 接口通常用于测试一个条件是否成立。例如：

// Predicate 接口，泛型参数是入参类型，返回布尔值
Predicate predicate = s -> s.contains("god23bin");
boolean flag = predicate.test("god23bin能给你带来收获吗？");
System.out.println("god23bin能给你带来收获吗？" + flag); // 打印：god23bin能给你带来收获吗？true

and 方法

为了便于演示，这里准备两个 Predicate：

Predicate startsWithA = (str) -> str.startsWith("A"); // 如果传入的字符串是A开头，则返回 true
Predicate endsWithZ = (str) -> str.endsWith("Z"); // 如果传入的字符串是Z结尾，则返回 true

使用 and 进行组合，与操作：

Predicate startsWithAAndEndsWithZ = startsWithA.and(endsWithZ);
System.out.println(startsWithAAndEndsWithZ.test("ABCDEFZ")); // true
System.out.println(startsWithAAndEndsWithZ.test("BCDEFGH")); // false

negate 方法

使用 negate 进行组合，非操作：

Predicate notStartsWithA = startsWithA.negate();
System.out.println(notStartsWithA.test("ABCDEF")); // false
System.out.println(notStartsWithA.test("BCDEFGH")); // true

or 方法

使用 or 进行组合，或操作：

Predicate startsWithAOrEndsWithZ = startsWithA.or(endsWithZ);
System.out.println(startsWithAOrEndsWithZ.test("ABCDEF")); // true
System.out.println(startsWithAOrEndsWithZ.test("BCDEFGH")); // false

那这些接口有什么应用呢

在 Stream 流中就有应用上这些函数式接口。当然，当你有相似的需求时，你自己也可以应用上这些接口。下面说下 Stream 流中的应用。

Function 接口：例如 map 方法，map 方法就是将一个类型的值转换为另一个类型的值。

// map 方法，将 T 类型的值转换成 R 类型的值
// R 是返回的 Stream 流的元素类型，T 是原先 Stream 流的元素类型
 Stream map(Function mapper);

Consumer 接口：例如 forEach 方法

// forEach 方法，遍历 Stream 流中的元素，T 类型是 Stream 流的元素类型
void forEach(Consumer action);

Supplier 接口：例如 generate 方法

// 生成一个无限长度的 Stream 流
public static Stream generate(Supplier s) {
    Objects.requireNonNull(s);
    return StreamSupport.stream(
        new StreamSpliterators.InfiniteSupplyingSpliterator.OfRef<>(Long.MAX_VALUE, s), false);
}

Predicate 接口：例如 filter 方法，使用 Predicate 进行过滤操作。

// 过滤出 Stream 流中，判断结果为 true 的元素
Stream filter(Predicate predicate);