Java8函數式編程方法是什么

這篇“Java8函數式編程方法是什么”文章的知識點大部分人都不太理解，所以小編給大家總結了以下內容，內容詳細，步驟清晰，具有一定的借鑒價值，希望大家閱讀完這篇文章能有所收獲，下面我們一起來看看這篇“Java8函數式編程方法是什么”文章吧。

什么是函數式編程

函數式編程就是一種抽象程度很高的編程范式，純粹的函數式編程語言編寫的函數沒有變量，因此，任意一個函數，只要輸入是確定的，輸出就是確定的，這種純函數我們稱之為沒有副作用。而允許使用變量的程序設計語言，由于函數內部的變量狀態不確定，同樣的輸入，可能得到不同的輸出，因此，這種函數是有副作用的。 函數式編程的一個特點就是，允許把函數本身作為參數傳入另一個函數，還允許返回一個函數！ 函數式編程最早是數學家阿隆佐·邱奇研究的一套函數變換邏輯，又稱Lambda Calculus（λ-Calculus），所以也經常把函數式編程稱為Lambda計算。

Java8內置了一些常用的方法接口FunctionalInterface

這種接口只定義了一個抽象方法，并且用@FunctionalInterface注解標記，如Predicate,Consumer,Function,Supplier,Comparator等等，這些都屬于java.util.function包中

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

@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
    void accept(T t);
}
// 省略不貼了

他們的特點是定義了函數的入參以及返回值，當使用時傳入滿足函數接口定義的表達式，即可通過編譯器檢查,下面會介紹函數接口和對應的4種使用方式

通過一個示例來看看使用函數式和不使用的區別，需求是要有一個函數，傳入一個List<Integer>，篩選出單數的項，另一個則篩選出雙數的項，先看看不使用函數式的寫法

    // 篩選出單數的方法
    public static List<Integer> filterSingular(List<Integer> list) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        for (Integer item : list) {
            if (item % 2 != 0) {
                result.add(item);
            }
        }
        return result;
    }


    // 篩選出雙數的方法
    public static List<Integer> filterEven(List<Integer> list) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        for (Integer item : list) {
            if (item % 2 == 0) {
                result.add(item);
            }
        }
        return result;
    }

定義方法后調用，預期效果輸出[1,3,5,7]和[2,4,5]

        List<Integer> targetList = new ArrayList<Integer>() {
            {
                this.add(1);
                this.add(2);
                this.add(3);
                this.add(4);
                this.add(5);
                this.add(6);
                this.add(7);
            }
        };
        List<Integer> singularList = filterSingular(targetList);
        List<Integer> evenList = filterEven(targetList);
        System.out.println(singularList);
        System.out.println(evenList);

但其實這兩個篩選函數，唯一區別只是判斷條件的不同，這時候就可以將這個條件抽象成一個函數接口去編寫，Predicate接口的test定義文章開頭就有，傳入一個泛型類型，返回一個boolean,改寫下filter的代碼

    public static List<Integer> filter(List<Integer> list,Predicate<Integer> predicate) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        for (Integer item : list) {
            if (predicate.test(item)) {
                result.add(item);
            }
        }
        return result;
    }

將函數改造成了除了傳入目前List外，還要傳入一個實現了Predicate接口的實例對象，只需要傳入滿足函數定義入參和出參，就能通過編譯，下面介紹4種這個函數的使用方式

• 使用傳統的匿名內部類，在java8之前只能這么操作

        List<Integer> singularList = filter(targetList, new Predicate<Integer>() {
            @Override
            public boolean test(Integer integer) {
                return integer % 2 != 0;
            }
        });
        System.out.println(singularList);

• 使用lambda表達式格式如下()->{},()的是方法列表，->{}是方法體，由于目前只有一個參數，并且參數類型是可以推斷出來的，所以類型和()可以不寫，方法體只有一句，{}也可以不寫，不推薦在方法體中寫過長的代碼，應保證可讀性

        List<Integer> singularList2 = filter(targetList, integer -> integer % 2 != 0);
        // 下面是完整寫法
        // List<Integer> singularList3 = filter(targetList, (Integer integer) -> {
        //    return integer % 2 != 0;
        // });

可以使用的原因，lambda表達式滿足傳入Integer返回一個boolean的抽象操作，可以自動轉化為函數接口

• 靜態方法引用，這里定義了一個靜態方法，也可以自動的轉化為函數接口，使用時需要用雙冒號語法

    private static boolean integerWithSingular (Integer haha){
        return haha % 2 != 0;
    }

使用靜態方法引用,Cn是所在類名，這種方式對比lambda表達式可以讓可讀性進一步提高，因為方法有名字，可以通過名字去判斷在執行什么操作，并且更適合編寫更多的邏輯

    List<Integer> singularList3 = filter(targetList, Cn::integerWithSingular);

• 實例方法，因為任何實例方法，第一個參數永遠都是一個隱藏的指針this指向當前實例，由于上面例子泛型傳入的是Integer類型，需要改寫下預期才能演示,先聲明一個類，并且有一個實例方法是完成傳入Test類型返回boolean的映射

public class Test {
    private long id;
    
    public Test(long id) {
        this.id = id;
    }
    
    private boolean integerWithSingular(){
        return this.id % 2 != 0;
    }
}

將filter函數的Integer類型全換成Test類型

    public static List<Test> filter(List<Test> list, Predicate<Test> predicate) {
        List<Test> result = new ArrayList<>();
        for (Test item : list) {
            if (predicate.test(item)) {
                result.add(item);
            }
        }
        return result;
    }

下面的調用中，傳入類名::實例方法名實現的效果是等價的

    ArrayList<Test> targetList = new ArrayList<Test>() {
        {
            this.add(new Test(1));
            this.add(new Test(2));
        }
    };
    filter(targetList,Test::integerWithSingular);

任何只包含一個抽象方法的接口都可以被自動轉換成函數接口，自己定義的接口沒有標注@FunctionalInterface標注也可以

用的比較多的函數接口

• Consumer 輸入一個對象，輸出是空的，相當于消費掉傳入的對象,ArrayList的forEach方法使用了Consumer

    // ArrayList的forEach方法源碼
    @Override
    public void forEach(Consumer<? super E> action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        final int expectedModCount = modCount;
        @SuppressWarnings("unchecked")
        final E[] elementData = (E[]) this.elementData;
        final int size = this.size;
        for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) {
            action.accept(elementData[i]);
        }
        if (modCount != expectedModCount) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

• Function更加接近于函數的定義，用于將一個類型變換成另一個類型，如數學中的函數把X變成Y,函數接口的定義如下，還是以剛才編寫的Test類為理解，再編寫一個map方法

    public static String map(Test test, Function<Test, String> function) {
        return function.apply(test);
    }

只要滿足傳入一個Test類型，返回一個String類型的東西都可以被自動轉換

        map(new Test(1),test -> "name");
        
        // 如果Test類型還有一個屬性為String的name和對應的getter方法,可以寫成下面這種實例方法引用
        // map(new Test(2), Test::getName);

• Supplier和Consumer是對立者，Consumer消費，Supplier提供，從虛空中提供一個東西

    public static Object create(Supplier<Object> supplier){
        return supplier.get();
    }

只要滿足憑空冒出一個東西的條件即可

    create(Object::new);
    // new的作用也是從虛無創造出一個對象，所以可以這么寫
    create(() -> "supplier");
    create(() -> new Test(1));

最后再介紹函數式編程在排序中的使用

    // Collections.sort的靜態方法定義
    public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) {
        list.sort(c);
    }

    // Comparator.comparing的靜態方法定義
    // 理解成需要傳入一個T類型映射到U類型的形式即可
    // 對應著示例就是傳入一個Test，返回一個實現了Comparable接口的對象（如Integer,String...)
    public static <T, U extends Comparable<? super U>> Comparator<T> comparing(
            Function<? super T, ? extends U> keyExtractor)
    {
        Objects.requireNonNull(keyExtractor);
        return (Comparator<T> & Serializable)
            (c1, c2) -> keyExtractor.apply(c1).compareTo(keyExtractor.apply(c2));
    }

下面是爽快時間

    // 使用簡短的代碼就能實現按對象中某個字段去排序
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Test> tests = new ArrayList<Test>() {
            {
                this.add(new Test(2, "abc"));
                this.add(new Test(1, "efg"));
            }
        };
        // 現在Test實例的id字段排序，再將數組反轉，然后再按照name字段排序
        Collections.sort(tests, Comparator.comparing(Test::getId)
                .reversed()
                .thenComparing(Test::getName));
        System.out.println(tests);
    }

以上就是關于“Java8函數式編程方法是什么”這篇文章的內容，相信大家都有了一定的了解，希望小編分享的內容對大家有幫助，若想了解更多相關的知識內容，請關注億速云行業資訊頻道。