Java 8 中需要知道的4個函數式介面-Function、Consumer、Supplier、Predicate

前言

Java 8 中提供了許多函數式介面，包括Function、Consumer、Supplier、Predicate 等等。這 4 個介面就是本篇將要分享的內容，它們都位於 java.util.function 包下。

為什麼需要知道這幾個函數式介面？

因為這 4 個函數式介面是 Java 8 中新增的重要介面，同時 Java 8 的 Stream 新特性，也有用到這些介面，所以學習它們可以幫助我們更好地理解 Stream 流。

也正因為這是函數式介面，所以就可以使用 Lambda 表示式來寫介面的實現邏輯。而且學習的過程中可以更好地理解函數語言程式設計的思想。

Function 介面

說明

Function 這個單詞的意思就有「函數」的意思，就數學中的 y = f(x)，接收一個 x 引數，通過函數 f 運算後，返回一個結果 y。

Function 介面包含四個方法：

• apply(T t)：這是 Function 介面的主要方法，它接收一個引數並返回一個結果。同時它也是唯一的抽象的方法，剩下的都是有預設實現的（Java 8 中介面的抽象方法支援預設實現）。
• andThen(Function after)：作用是將兩個 Function 組合。首先執行當前函數，再執行 andThen 函數，並將當前函數的結果作為引數傳遞給 andThen 函數。
• compose(Function before)：同理，將兩個 Function 組合，將先執行 compose 函數，再執行當前函數，並將 compose 函數的結果作為引數傳遞給當前函數。
• identity(): 返回一個執行恆等轉換的函數，即返回輸入引數本身。

Function 介面通常用於將一個型別的值轉換為另一個型別的值。

apply 方法

// Function 介面的泛型，第一個引數是入參型別，第二個引數是出參型別
// Function 介面只有一個抽象方法，就是 apply()，下面利用 Lambda 表示式實現這個抽象方法並建立 Function 物件
Function<Integer, String> function = num -> "GTA" + num;
// 將5這個引數傳遞給function，得到返回結果
String result = function.apply(5);
System.out.println(result); // 列印：GTA5

andThen 和 compose 方法

// 定義兩個 Function 物件進行相關轉換操作
Function<String, String> upperCase = s -> s.toUpperCase();
Function<String, String> addPostfix = s -> s + "5";
// 鏈式呼叫，將 gta 這個字串引數先傳遞 upperCase 這個函數進行操作，然後將得到的結果傳遞給 addPostfix 函數進行操作，得到返回結果
String str = upperCase.andThen(addPostfix).apply("gta");
System.out.println(str); // 列印：GTA5

identify 方法

identity 方法返回一個執行恆等轉換的函數，該函數將輸入引數原樣返回。例如：

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

Consumer 介面

說明

Consumer 這個單詞的意思就有「消費者」的意思，就把入參消費了，並不會返回結果給你。

Consumer 介面包含兩個方法：

• accept(T t)：該方法接受一個引數並執行一些操作。
• andThen(Consumer after)：同理，將兩個 Consumer 組合，先後進行消費。

accept 方法

Consumer 介面通常用於消費一個引數然後執行一些操作。例如：

// Consumer 介面，泛型引數是入參型別，接受一個引數，並不返回結果，相當於消費了這個引數
Consumer<String> consumer = s -> System.out.println(s);
consumer.accept("我輸入什麼就列印什麼"); // 列印：我輸入什麼就列印什麼

andThen 方法

組合兩個 Consumer：

Consumer<String> first = s -> System.out.println(s + 5);
Consumer<String> second = s -> System.out.println(s + 6);
// 先執行 first 這個 Consumer，接著執行 second 這個 Consumer
Consumer<String> combination = first.andThen(second);
combination.accept("GTA"); // 列印：GTA5 GTA6

Supplier 介面

Supplier 介面只定義了一個 get() 方法，該方法不接受任何引數並返回一個結果。

Supplier 這個單詞的意思就有「供應者」的意思，給我的感覺就是生產者，不用引數，直接生產一個東西給你。

Supplier 介面通常用於生成一個值。例如：

// Supplier 介面，泛型引數是出參型別，不接受引數，但是會提供結果，相當於生產了某個東西
Supplier<String> supplier = () -> "提供一個我隨便打的字串給呼叫方";
String text = supplier.get();
System.out.println(text); // 列印：提供一個我隨便打的字串給呼叫方

Predicate 介面

說明

Predicate 這個單詞的意思就有「預言，預測，謂語，謂詞」的意思，就是用來預測判斷的。

Predicate 介面包含四個方法：

• test(T t)：該方法接受一個引數並返回一個布林值。
• and(Predicate other)：與另一個 Predicate 進行組合，實現邏輯與操作。
• negate()：與另一個 Predicate 進行組合，實現邏輯非操作。
• or(Predicate other)：與另一個 Predicate 進行組合，實現邏輯或操作。

test 方法

Predicate 介面通常用於測試一個條件是否成立。例如：

// Predicate 介面，泛型引數是入參型別，返回布林值
Predicate<String> predicate = s -> s.contains("god23bin");
boolean flag = predicate.test("god23bin能給你帶來收穫嗎？");
System.out.println("god23bin能給你帶來收穫嗎？" + flag); // 列印：god23bin能給你帶來收穫嗎？true

and 方法

為了便於演示，這裡準備兩個 Predicate：

Predicate<String> startsWithA = (str) -> str.startsWith("A"); // 如果傳入的字串是A開頭，則返回 true
Predicate<String> endsWithZ = (str) -> str.endsWith("Z"); // 如果傳入的字串是Z結尾，則返回 true

使用 and 進行組合，與操作：

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

negate 方法

使用 negate 進行組合，非操作：

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

or 方法

使用 or 進行組合，或操作：

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

那這些介面有什麼應用呢？

在 Stream 流中就有應用上這些函數式介面。當然，當你有相似的需求時，你自己也可以應用上這些介面。下面說下 Stream 流中的應用。

Function 介面：例如 map 方法，map 方法就是將一個型別的值轉換為另一個型別的值。

// map 方法，將 T 型別的值轉換成 R 型別的值
// R 是返回的 Stream 流的元素型別，T 是原先 Stream 流的元素型別
<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);

Consumer 介面：例如 forEach 方法

// forEach 方法，遍歷 Stream 流中的元素，T 型別是 Stream 流的元素型別
void forEach(Consumer<? super T> action);

Supplier 介面：例如 generate 方法

// 生成一個無限長度的 Stream 流
public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s) {
    Objects.requireNonNull(s);
    return StreamSupport.stream(
        new StreamSpliterators.InfiniteSupplyingSpliterator.OfRef<>(Long.MAX_VALUE, s), false);
}

Predicate 介面：例如 filter 方法，使用 Predicate 進行過濾操作。

// 過濾出 Stream 流中，判斷結果為 true 的元素
Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);

最後的最後

希望各位螢幕前的靚仔靚女們給個三連！你輕輕地點了個贊，那將在我的心裡世界增添一顆明亮而耀眼的星！

咱們下期再見！