Java 如何支持函数式编程？

.max((o1,?o2)?->?o1-o2);?//?max 终止操作：返回 Optional<Integer>?

System.out.println(result.get());?//?输出 2?

}?

}?

Lambda 表达式

前面提到 Java 引入 Lambda 表达式的主要作用是简化代码编写。实际上，我们也可以不用 Lambda 表达式来书写例子中的代码。我们拿其中的 map 函数来举例说明。

下面三段代码，第一段代码展示了 map 函数的定义，实际上，map 函数接收的参数是一个 Function 接口，也就是函数接口。第二段代码展示了 map 函数的使用方式。第三段代码是针对第二段代码用 Lambda 表达式简化之后的写法。实际上，Lambda 表达式在 Java 中只是一个语法糖而已，底层是基于函数接口来实现的，也就是第二段代码展示的写法。

//?Stream 类中 map 函数的定义：?

public?interface?Stream<T>?extends?BaseStream<T,?Stream<T>>?{?

<R>?Stream<R>?map(Function<??super?T,???extends?R>?mapper);?

//...省略其他函数...?

}?

//?Stream 类中 map 的使用方法示例：?

Stream.of("fo",?"bar",?"hello").map(new?Function<String,?Integer>()?{?

@Override?

public?Integer?apply(String?s)?{?

return?s.length();?

}?

});?

//?用 Lambda 表达式简化后的写法：?

Stream.of("fo",?"bar",?"hello").map(s?->?s.length());?

Lambda 表达式包括三部分：输入、函数体、输出。表示出来的话就是下面这个样子：

(a,?b)?->?{?语句 1；语句 2；...;?return?输出;?}?//a,b 是输入参数?

实际上，Lambda 表达式的写法非常灵活。上面给出的是标准写法，还有很多简化写法。比如，如果输入参数只有一个，可以省略 ()，直接写成 a->{…};如果没有入参，可以直接将输入和箭头都省略掉，只保留函数体;如果函数体只有一个语句，那可以将{}省略掉;如果函数没有返回值，return 语句就可以不用写了。

Optional<Integer>?result?=?Stream.of("f",?"ba",?"hello")?

.map(s?->?s.length())?

.filter(l?->?l?<=?3)?

.max((o1,?o2)?->?o1-o2);?

//?还原为函数接口的实现方式?

Optional<Integer>?result2?=?Stream.of("fo",?"bar",?"hello")?

.map(new?Function<String,?Integer>()?{?

@Override?

public?Integer?apply(String?s)?{?

return?s.length();?

}?

})?

.filter(new?Predicate<Integer>()?{?

@Override?

public?boolean?test(Integer?l)?{?

return?l?<=?3;?

}?

})?

.max(new?Comparator<Integer>()?{?

@Override?

public?int?compare(Integer?o1,?Integer?o2)?{?

return?o1?-?o2;?

}?

});?

Lambda 表达式与匿名类的异同集中体现在以下三点上：

• Lambda 就是为了优化匿名内部类而生，Lambda 要比匿名类简洁的多得多。

• Lambda 仅适用于函数式接口，匿名类不受限。

• 即匿名类中的 this 是“匿名类对象”本身;Lambda 表达式中的 this 是指“调用 Lambda 表达式的对象”。

函数接口

实际上，上面一段代码中的 Function、Predicate、Comparator 都是函数接口。我们知道，C 语言支持函数指针，它可以把函数直接当变量来使用。

但是，Java 没有函数指针这样的语法。所以它通过函数接口，将函数包裹在接口中，当作变量来使用。实际上，函数接口就是接口。不过，它也有自己特别的地方，那就是要求只包含一个未实现的方法。因为只有这样，Lambda 表达式才能明确知道匹配的是哪个方法。如果有两个未实现的方法，并且接口入参、返回值都一样，那 Java 在翻译 Lambda 表达式的时候，就不知道表达式对应哪个方法了。

函数式接口也是 Java interface 的一种，但还需要满足：

• 一个函数式接口只有一个抽象方法(single abstract method);

• Object 类中的 public abstract method 不会被视为单一的抽象方法;

• 函数式接口可以有默认方法和静态方法;

• 函数式接口可以用 @FunctionalInterface 注解进行修饰。

满足这些条件的 interface，就可以被视为函数式接口。例如 Java 8 中的 Comparator 接口：

@FunctionalInterface?

public?interface?Comparator<T>?{?

/**?

*?single?abstract?method?

*?@since?1.8?

*/?

int?compare(T?o1,?T?o2);?

/**?

*?Object 类中的 public?abstract?method??

*?@since?1.8?

*/?

boolean?equals(Object?obj);?

/**?

*?默认方法?

*?@since?1.8?

*/?

default?Comparator<T>?reversed()?{?

return?Collections.reverseOrder(this);?

}?

/**?

*?静态方法?

*?@since?1.8?

*/?

public?static?<T?extends?Comparable<??super?T>>?Comparator<T>?reverseOrder()?{?

return?Collections.reverseOrder();?

}?

//省略...?

}?

函数式接口有什么用呢?一句话，函数式接口带给我们最大的好处就是：可以使用极简的 lambda 表达式实例化接口。为什么这么说呢?我们或多或少使用过一些只有一个抽象方法的接口，比如 Runnable、ActionListener、Comparator 等等，比如我们要用 Comparator 实现排序算法，我们的处理方式通常无外乎两种：

• 规规矩矩的写一个实现了 Comparator 接口的 Java 类去封装排序逻辑。若业务需要多种排序方式，那就得写多个类提供多种实现，而这些实现往往只需使用一次。

• 另外一种聪明一些的做法无外乎就是在需要的地方搞个匿名内部类，比如：

public?class?Test?{??

public?static?void?main(String?args[])?{??

List<Person>?persons?=?new?ArrayList<Person>();?

Collections.sort(persons,?new?Comparator<Person>(){?

@Override?

public?int?compare(Person?o1,?Person?o2)?{?

return?Integer.compareTo(o1.getAge(),?o2.getAge());?

}?

});?

}??

}?

匿名内部类实现的代码量没有多到哪里去，结构也还算清晰。Comparator 接口在 Jdk 1.8 的实现增加了 FunctionalInterface 注解，代表 Comparator 是一个函数式接口，使用者可放心的通过 lambda 表达式来实例化。那我们来看看使用 lambda 表达式来快速 new 一个自定义比较器所需要编写的代码：

Comparator<Person>?comparator?=?(p1,?p2)?->?Integer.compareTo(p1.getAge(),?p2.getAge());?

-> 前面的 () 是 Comparator 接口中 compare 方法的参数列表，-> 后面则是 compare 方法的方法体。

下面将 Java 提供的 Function、Predicate 这两个函数接口的源码，摘抄如下：

@FunctionalInterface?

public?interface?Function<T,?R>?{?

R?apply(T?t);??//?只有这一个未实现的方法?

default?<V>?Function<V,?R>?compose(Function<??super?V,???extends?T>?before)?{?

Objects.requireNonNull(before);?

return?(V?v)?->?apply(before.apply(v));?

}?

def 《一线大厂 Java 面试题解析+后端开发学习笔记+最新架构讲解视频+实战项目源码讲义》无偿开源 威信搜索公众号【编程进阶路】 ault?<V>?Function<T,?V>?andThen(Function<??super?R,???extends?V>?after)?{?

Objects.requireNonNull(after);?

return?(T?t)?->?after.apply(apply(t));?

}?

static?<T>?Function<T,?T>?identity()?{?

return?t?->?t;?

}?

}?

@FunctionalInterface?

public?interface?Predicate<T>?{?

boolean?test(T?t);?//?只有这一个未实现的方法?

default?Predicate<T>?and(Predicate<??super?T>?other)?{?

Objects.requireNonNull(other);?

return?(t)?->?test(t)?&&?other.test(t);?

}?

default?Predicate<T>?negate()?{?

return?(t)?->?!test(t);?

}?

default?Predicate<T>?or(Predicate<??super?T>?other)?{?