第一章 函数式接口
1.1 概念
- 函数式接口在java中是指：有且仅有一个抽象方法的接口。
- 函数式接口，即使用于函数式编程场景的接口，而Java中的函数式编程体现就是Lambda，所以函数式接口就是可以适用于Lambda使用的接口，只有确保接口中有且仅有一个抽象方法，Java中的Lambda才能顺利的被推导。
1.2 格式
只要确保接口中有且仅有一个抽象方法即可：
修饰符 interface 接口名称 {public abstract 返回值类型 方法名称(可选参数信息);// 其他非抽象方法内容
}1.3 @FunctionalInterface注解
与@Override注解的作用类似，Java 8中专门为函数式接口引入了一个新的注解：@FunctionalInterface，该注解可用于一个接口定义上，代码演示如下：
@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface() {void myMethod();
}一旦使用该注解来定义接口，编译器将会强制检查该接口是否有且仅有一个抽象方法，否则将会报错。需要注意的是，即使不使用注解，只要满足函数式接口的定义，这仍然是一个函数式接口，使用起来都一样。
1.4 自定义函数式接口
对于上面我们定义的MyFunctionalInterface函数式接口，典型的使用场景就是作为方法的参数，代码演示如下：
/*
* 函数式接口的使用：一般可以作为方法的参数和返回值类型
*
* */public class Demo {// 定义一个方法，参数使用了函数式接口MyFunctionalInterfacepublic static void show(MyFunctionalInterface myInter) {myInter.method();}public static void main(String[] args) {// 调用show()方法，方法的参数是一个接口，所以可以传递接口的实现类对象show(new MyFunctionalInterfaceImpl());// 调用show()方法，方法的参数是一个接口，所以我们可以传递接口的匿名内部类show(new MyFunctionalInterface() {@Overridepublic void method() {System.out.println("使用匿名内部类重写接口中的抽象方法");}});// 调用show()方法，方法的参数是一个函数式接口，所以我们可以使用lambda表达式show(() -> {System.out.println("使用lambda重写接口中的抽象类");});// 简化lambda表达式show(() -> System.out.println("使用简化版的lambda重写抽象类"));}}第二章 函数式编程
2.1 Lambda的延迟执行
有些场景的代码执行后，结果不一定会被使用，从而造成性能浪费，而Lambda表达式是延迟执行的，这正好可以作为解决方案，提升性能。
2.1.1 性能浪费的日志案例
注：日志可以帮助我们快速的定位问题，记录程序运行过程中的情况，以便项目的监控和优化。
一种典型的场景就是对参数进行有条件的使用，例如对日志消息进行拼接后，在满足条件的情况下打印输出：
public class Demo01Logger {// 定义一个根据日志的级别，显示日志信息的方法public static void showLog(int level, String message) {// 对日志的等级进行判断，如果是1级别，那么输出日志信息。if (level == 1) {System.out.println(message);}}public static void main(String[] args) {// 定义三个日志信息String msg1 = "Hello";String msg2 = "World";String msg3 = "Java";// 调用showLog方法，传递日志级别和日志信息showLog(1, msg1 + msg2 + msg3);}
}这段代码存在的问题：无论级别是否满足要求，作为log方法的第二个参数，三个字符串一定会首先被拼接并传入方法内，然后才会进行级别判断，如果级别不符合要求，那么字符串的拼接就白做了，存在性能浪费。
2.1.2 优化后的代码
定义一个函数式接口：
@FunctionalInterface
public interface MessageBuilder {// 定义一个拼接消息的抽象方法，返回被拼接的消息public abstract String builderMessage();
}定义一个测试类：
/*
* 使用Lambda优化日志案例
* Lambda的特点：延迟加载
* Lambda的使用前提，必须存在函数式接口
*
* */public class Demo02Lambda {// 定义一个显示日志的方法，方法的参数和传递日志的等级和MessageBuilder接口public static void showLog(int level, MessageBuilder mb) {// 对日志的等级进行判断，如果是1级，则调用MessageBuilder接口中的builderMessage方法if (level == 1) {System.out.println(mb.builderMessage());}}public static void main(String[] args) {// 定义三个日志信息String msg1 = "Hello";String msg2 = "World";String msg3 = "Java";// 调用showLog方法，参数MessageBuilder是一个函数式接口，所以可以传递Lambda表达式showLog(1, ()->{// 返回一个拼接好的字符串return msg1 + msg2 + msg3;});/** 使用lambda表达式作为参数传递，仅仅是把参数传递到showLog方法中* 只有满足条件，日志的等级是1级* 才会调用接口MessageBuilder中的方法builderMessage* 才会进行字符串的拼接* 如果条件不满足，日志等级不是1级* 那么MessageBuilder中的方法builderMessage也不会执行* 所以拼接字符串的代码也不会执行* 所以不存在性能浪费* */}
}2.2 使用lambda作为参数的返回值
如果抛开实现原理不足，java中的Lambda可以被当作是匿名内部类的替代品。如果方法的参数是一个函数式接口类型，那么就可以使用Lambda表达式进行替代。使用Lambda表达式作为方法的参数，其实就是使用函数接口作为方法的参数。
2.2.1 java.lang.Runnable接口
该接口是一个函数式接口，假设有一个startThread方法使用该接口作为参数，那么就可以使用Lambda进行传参，这种情况其实和Thread类的构造方法参数为Runnable没有本质区别，代码演示如下：
/*
* 例如java.lang.Runnable接口就是一个函数式接口，
* 假设有一个startThread方法使用该接口作为参数，那么可以使用Lambda进行传参
* 这种情况其实和Thread类的构造方法参数为Runnable没有本质区别
*
* */public class Demo03Runnable {// 定义一个方法startThread，方法的参数使用函数式接口Runnablepublic static void startThread(Runnable run) {// 开启多线程new Thread(run).start();}public static void main(String[] args) {// 调用startThread方法，方法的参数是一个接口，那么我们可以传递这个接口的匿名内部类startThread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--> 线程启动了");}});// 调用startThread方法，方法的参数是一个函数式接口，所以可以传递Lambda表达式startThread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--> 线程启动了"));}
}2.2.2 java.util.Comparator接口
当需要通过一个方法来获取一个java.util.Comparator接口类型的对象作为排序器时，就可以调该方法获取。
/*
* 如果一个方法的返回值类型是一个函数式接口，那么就可以直接返回一个Lambda表达式
* 当需要通过一个方法来获取一个java.util.Comparator接口类型的对象作为排序器的时，就可以调用该方法获取。
*
* */import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;public class Demo02Comparator {public static Comparator<String> getComparator() {// 方法的返回值类型是一个接口，那么我们可以返回这个接口的匿名内部类
// return new Comparator<String>() {
// @Override
// public int compare(String o1, String o2) {
// return o2.length() - o1.length();
// }
// };// // 方法的返回值类型是一个函数式接口，那么我们可以返回一个lambda表达式return (o1, o2) -> o2.length() - o1.length();}public static void main(String[] args) {// 创建一个字符串数组String[] arr = {"aaa", "sdffdf", "dsafhaou", "sdafjohifoashfo"};// 输出排序前的字符串System.out.println(Arrays.toString(arr));// 调用Arrays中的sort()方法，对字符串数组进行排序Arrays.sort(arr, getComparator());System.out.println(Arrays.toString(arr));}
}第三章 常用的函数式接口
3.1 Supplier接口
3.1.1 概述
java.util.function.Supplier<T>接口仅包含一个无参方法：T get()。用来获取一个泛型参数指定类型的对象数据。由于这是一个函数式接口，这也就意味着对应的Lambda表达式需要“对外提供”一个符合泛型类型的对象数据，代码演示如下：
/*
* 常用的函数式接口
* java.util.function.Supplier<T>接口仅包含一个无参的方法：T get() 用来获取一个泛型参数指定类型的对象数据
*
* Supplier<T>接口被称之为生产型接口，指定接口的泛型是什么类型，那么接口中的get方法就会产生什么类型的数据。
*
* */import java.util.function.Supplier;public class Demo01Supplier {// 定义一个方法，方法的参数传递Supplier<T> 接口，泛型执行String，get方法就会返回一个Stringpublic static String getString(Supplier<String> sup) {return sup.get();}public static void main(String[] args) {// 调用getString方法，方法的参数Supplier是一个函数式接口，所以可以传递一个lambda表达式
// String s = getString(()-> {
// //生产一个字符串，并返回
// return "哈哈哈";
// });String s = getString(()->"哈哈哈");System.out.println(s);}
}3.1.2 练习：求数组元素的最大值
代码演示：
/*
* 练习：
* 求数组元素最大值
* 使用Supplier接口作为方法参数类型，通过lambda表达式来求出int数组中的最大值。
* */import java.util.Arrays;
import java.util.function.Supplier;public class Demo02Test {// 定义一个方法，用于获取int类型数组中元素的最大值，方法的参数传递Supplier接口，泛型使用Integerpublic static Integer getMaxNumber(Supplier<Integer> sup) {return sup.get();}public static void main(String[] args) {// 定义一个int类型的数组，并赋值int[] nums = {1, 2, 34, 3, 454, 343, 34, 56, 6576, 434, 435};// 调用getMaxNumber方法，方法的参数Supplier是一个函数式接口，所以可以传递lambda表达式int max = getMaxNumber(()->{// 获取数组的最大值并返回// 定义一个变量，把数组中的第一个元素赋值给该变量，记录数组中元素的最大值int temp = nums[0];//遍历数组，获取数组中的其他元素for (int i = 0; i < nums.length; i++) {if (temp < nums[i]) {temp = nums[i];}}return temp;});System.out.println(max);}
}3.2 Consumer接口
3.2.1 概述
java.util.function.Consumer<T>接口则正好与Supplier接口相反，它不是生产一个数据，而是消费一个数据，其数据类型由泛型决定。
3.2.2 抽象方法：accept
Consumer接口包含抽象方法void accept(T t)：意为消费一个指定泛型的数据。代码演示如下：
/*
* java.util.function.Comsumer<T>，用来消费一个数据，其数据类型由泛型指定
* Comsumer接口中包含抽象方法void accept(T t)，意为消费一个指定泛型的数据。
*
* Comsumer接口是一个消费型接口，泛型执行什么类型，就可以使用accept方法消费什么类型数据
* 至于具体怎么消费（使用），需要自定义（输出，计算...）
*
* */import java.util.function.Consumer;public class Demo01Consumer {/** 定义一个方法* 方法的参数传递一个字符串的姓名* 方法的参数传递Consumer接口，泛型使用String* 可以使用Comsumer接口消费字符串中的姓名* */public static void method(String name, Consumer<String> con) {con.accept(name);}public static void main(String[] args) {// 调用method方法，传递字符串姓名，方法的另一个参数是Comsumer接口，是一个函数式接口，所以可以传递lambda表达式method("tiger", (String name)->{// 对传递的字符串进行消费// 消费方式：直接输出字符串// System.out.println(name);// 消费方式：把字符串进行反转输出String reNanme = new StringBuilder(name).reverse().toString();System.out.println(reNanme);});}
}
3.2.3 默认方法：andThen
如果一个方法的参数和返回值全都是Consumer类型，那么就可以实现效果：消费数据的时候，首先做一个操作，然后再做一个操作，实现组合。而这个方法就是Consumer接口中的default方法andThen，要想实现组合，需要多个Lambda表达式，而andThen的语义正是“一步一步”操作。代码演示如下：
/*
* Consumer接口的默认方法andThen
* 作用：需要两个Consumer接口，可以把两个Consumer接口组合到一起，再对数据进行消费
*
* 例如：
* Comsumer<String> con1
* Consumer<String> con2
* String s = "hello";
* con1.accept(s);
* con2.accept(s);
* 连接两个Consumer接口，再进行消费
* con1.andThen(con2).accept(s); 谁写前边谁先消费
*
* */import java.util.function.Consumer;public class Demo02AndThen {// 定义一个方法，方法的参数传递一个字符串和两个Comsumer接口，Consumer接口的泛型使用字符串public static void method(String s, Consumer<String> con1, Consumer<String> con2) {// con1.accept(s);// con2.accept(s);// 使用andThen方法，把两个Consumer接口连接到一起，在消费数据con1.andThen(con2).accept(s); // con1连接con2，先执行con1消费数据，再执行con2消费数据}public static void main(String[] args) {// 调用method方法，传递一个字符串，两个lambda表达式method("hello",(t)-> {// 消费方式：把字符串转换为大写输出System.out.println(t.toUpperCase());},(t)-> {// 消费方式：把字符串转换为小写输出System.out.println(t.toLowerCase());});}}3.2.4 练习：格式化打印信息
代码演示如下：
/*
* 练习：
* 字符串数组当中存有很多条信息，请按照格式"姓名：xx。性别：xx。"的格式将信息打印出来
* 要求将打印姓名的动作作为第一个Consumer接口的lambda实例
* 将打印性别的动作作为第二个Consumer接口的Lambda实例
* 将两个Consumer接口按照顺序"拼接"到一起
*
* */import java.util.function.Consumer;public class Demo03Test {public static void main(String[] args) {// 定义一个字符串类型的数组String[] arr = {"迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男"};for (String str : arr) {method(str, (s)-> System.out.print("姓名：" + s.split(",")[0] + "，"), (s)->System.out.println("性别：" + s.split(",")[1] + "。"));}}// 定义一个方法，参数传递String类型的数组和两个Consumer接口，泛型使用Stringpublic static void method(String s, Consumer<String> con1, Consumer<String> con2) {con1.andThen(con2).accept(s);}
}
3.3 Predicate接口
3.3.1 概述
有时候我们需要对某种类型的数据进行判断，从而得到一个boolean值结果。这时候就可以使用java.util.function.Predicate<T>接口。
3.3.2 抽象方法：test
Predicate接口中包含一个抽象方法：boolean test(T t)，用于条件判断的场景，代码演示如下：
/*
* java.util.function.Predicate<T> 接口
* 作用：对某种数据类型的数据进行判断，结果返回一个boolean值
*
* predicate接口中包含一个抽象方法：
* boolean test(T t)：用来对指定的
* */import java.util.function.Predicate;public class Demo01Predicate {/** 定义一个方法* 参数：传递一个String类型的字符串* 传递一个Predicate接口，泛型使用String* 使用Predicate中的方法test对字符串进行判断** */public static boolean checkString(String s, Predicate<String> predicate) {return predicate.test(s);}public static void main(String[] args) {// 定义一个字符串String s = "abcdef";// 调用checkString方法对字符串进行校验，参数传递字符串和Lambda表达式
// boolean b = checkString(s, (String str) -> {
// // 对参数传递的字符串进行判断，判断字符串的长度是否大于5，并把判断的结果返回
// return str.length() > 5;
// });// 优化这个lambda表达式boolean b = checkString(s, (str)->str.length()>5);System.out.println(b);}
}
3.3.3 默认方法and
既然是条件判断，就会存在与、或、非三种常见的逻辑关系。其中两个Predicate条件使用“与”逻辑连接起来实现并且的效果的时候，就可以使用default方法and，如果要判断一个字符串既要包“a”，又要长度大于5，代码演示如下：
/*
* 逻辑表达式：可以连接多个判断的条件
* &&、||、！
*
* 需求：判断一个字符串有两个条件
* 1、判断字符串的长度是否大于5
* 2、判断字符串中是否包含a
* 两个条件必须同时满足，我们就可以使用&&运算符连接两个条件
*
* Predicate接口中有一个方法and，表示并且关系，也可以用于连接两个判断条件
* default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
* Object.requireNonNull(other);
* return (t) -> this.test(t) && other.test(t);
* }
*
* 方法内部的两个判断条件，也是使用&&运算符连接起来的
* */import java.util.function.Predicate;public class Demo02PredicateAnd {/** 定义一个方法，方法的参数，传递一个字符串* 传递两个predicate接口* 一个用于判断字符串的长度是否大于5* 一个用于判断字符串中是否包含a* 两个条件必须同时满足* */public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre1, Predicate<String> pre2) {// return pre1.test(s) && pre2.test(s);return pre1.and(pre2).test(s); // 等价于上一行代码}public static void main(String[] args) {// 定义一个字符串String s = "abcdef";// 调用checkString方法，参数传递字符串和两个lambda表达式boolean b = checkString(s,(s1)->{return s1.length() > 5;},(s1)->{return s1.contains("a");});System.out.println(b);}
}3.3.4 默认方法：or
or方法用于实现逻辑关系中的“或”，代码演示如下：
/*
* 需求：判断一个字符串有两个条件
* 1、判断字符串的长度是否大于5
* 2、判断字符串中是否包含a
* 两个条件满足一个条件即可，我们就可以使用||运算符连接两个条件
*
* Predicate接口中有一个方法or，表示或者关系，也可以用于连接两个判断条件
*
* */import java.util.function.Predicate;public class Demo03PredicateOr {/** 定义一个方法，方法的参数，传递一个字符串* 传递两个predicate接口* 一个用于判断字符串的长度是否大于5* 一个用于判断字符串中是否包含a* 两个条件必须同时满足* */public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre1, Predicate<String> pre2) {// return pre1.test(s) || pre2.test(s);return pre1.or(pre2).test(s);}public static void main(String[] args) {// 定义一个字符串String s = "bcdeff";// 调用checkString方法，参数传递字符串和两个lambda表达式boolean b = checkString(s,(s1)->{return s1.length() > 5;},(s1)->{return s1.contains("a");});System.out.println(b);}
}
3.3.5 默认方法：negate
negate方法用于实现逻辑关系中的“非”，代码演示如下：
/*
* 需求：判断一个字符串长度是否大于5
* 如果字符串的长度大于5返回false
* 如果字符串的长度不大于5返回true
* Predicate接口中有一个方法negate，也表示取反的意思
* default Predicate<T> negate() {
* return (t) -> !test(t);
* }
*
*
* */import java.util.function.Predicate;public class Demo04PredicateNegate {/** 定义一个方法，方法的参数，传递一个字符串* 传递两个predicate接口判断字符串的长度是否大于5** */public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre) {// return !pre.test(s);return pre.negate().test(s); // 等效于上一行代码}public static void main(String[] args) {String s = "faoshfso";boolean b = checkString(s, (s1)->s1.length()>5);System.out.println(b);}
}
3.3.6 练习：集合信息筛选
代码演示如下：
/*
* 练习：
* 数组当中有多条“姓名+性别”的信息如下，请通过 Predicate接口的拼装将符合要求的字符串筛选到集合ArrayList中，
* 需要同时满足两个条件：
* 1. 必须为女生；
* 2. 姓名为4个字。
*
* */import java.util.ArrayList;
import java.util.function.Predicate;public class Demo05Test {/** 定义一个方法* 方法的参数传递一个包含人员信息的数组* 传递两个Predicate接口，用于对数组中的信息进行过滤* 把满足条件的信息存到ArrayList集合中并返回** */public static ArrayList<String> filter(String[] arr, Predicate<String> pre1, Predicate<String> pre2) {// 定义一个ArrayList集合ArrayList<String> list = new ArrayList<>();for (String s : arr) {// 使用Predicate接口中的方法test对获取到的字符串进行判断boolean b = pre1.and(pre2).test(s);// 对得到的布尔值进行判断if (b) {// 判断成立，两个条件都满足，把信息存储到ArrayList集合中list.add(s);}}// 集合返回return list;}public static void main(String[] args) {String[] array = { "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男", "赵丽颖,女" };// 调用filter方法，传递字符串数组和两个lambda表达式ArrayList<String> list = filter(array, (String s)->{// 获取字符串中的性别，判断是否为女return s.split(",")[1].equals("女");}, (String s)->{// 判断字符串中的姓名的长度是否为4个字符return s.split(",")[0].length()==4;});// 遍历集合for (String s : list) {System.out.println(s);}}}
3.4 Function接口
3.4.1 概述
java.util.function.Function<T, R> 接口用来根据一个类型的数据得到另一个类型的数据，前者称为前置条件，后者称为后置条件。
3.4.2 抽象方法：apply
Function接口中最主要的抽象方法为：R apply(T t)，根据类型T的参数获取类型R的结果，代码演示如下：
/*
* java.util.function.Function<T, R>接口用来根据一个类型的数据得到另一类型的数据
* 前者称为前置条件，后者称为后置条件
* Function接口中最主要的抽象方法为：R apply(T t)，根据类型T的参数获取类型R的结果。
* 使用的场景例如：将String类型转换为Integer类型。
*
* */import java.util.function.Function;public class Demo01Function {/** 定义一个方法* 方法的参数传递一个字符串类型的整数* 方法的参数传递一个Function接口，泛型使用<String, Integer>* 使用Funtion接口中的方法apply，把字符串类型的整数，转换为Integer类型的整数* */public static void change(String s, Function<String, Integer> fun) {Integer in = fun.apply(s);System.out.println(in);}public static void main(String[] args) {// 定义一个字符串类型的整数String s = "1234";// 调用change方法，传递字符串类型的整数，和lambda表达式change(s, (String str) -> {// 把字符串类型的整数，转换为Integer类型的整数return Integer.parseInt(str);});// 优化lambdachange(s, (str) -> Integer.parseInt(str));}}3.4.3 默认方法andThen
Function接口中有一个默认的andThen方法，用来进行组合操作，该方法同上面Consumer中的andThen方法差不多，代码演示如下：
/*
* Function接口中的默认方法andThen：用来进行组合操作
*
* 需求：
* 把String类型的"123"，转换为Integer类型，把转换后的结果加上10
* 把增加之后的Integer类型的数据，转换为String类型
*
* 分析：
* 转换了两次
* 第一次是把String类型转换为了Integer类型
* 所以我们可以使用Function<String, Integer> fun1
* 第二次是把Integer类型转换为String类型
* 所以我们可以使用Function<Integer, String> fun2
* String s = fun2.apple(i);
* 我们可以使用andThen方法，把两次转换组合在一起使用
* String s = fun1.andThen(fun2).apply("123");
* fun1先调用apply方法，把字符串转换为Integer
* fun2再调用apply方法把Integer转换为字符串
*
* */import java.util.function.Function;public class Demo02FunctionAndThen {/** 定义一个方法* 参数传一个字符串类型的整数* 参数传递两个Function接口* 一个泛型使用Function<String, Integer>* 一个泛型使用Function<Integer, String>** */public static void change(String s, Function<String, Integer> fun1, Function<Integer, String> fun2) {String ss = fun1.andThen(fun2).apply(s);System.out.println(ss);}public static void main(String[] args) {// 定义一个字符串类型的整数String s = "123";// 调用change方法，传递字符串和两个lambda表达式
// change(s, (String str)->{
// // 把字符串转换为整数+10
// return Integer.parseInt(str) + 10;
// },(Integer i)->{
// // 把整数转换为字符串
// return i + "";
// });// 优化版本change(s, (str)->Integer.parseInt(str)+10, (i)->i+"");}}3.4.4 练习：自定义函数模型拼接
代码演示如下：
/*
* 请使用 Function 进行函数模型的拼接，按照顺序需要执行的多个函数操作为：
* String str = "赵丽颖,20";
* 1. 将字符串截取数字年龄部分，得到字符串；
* Function<String, String> "赵丽颖,20"->20
* 2. 将上一步的字符串转换成为int类型的数字；
* Function<String, Integer> "20"->20
* 3. 将上一步的int数字累加100，得到结果int数字。
* Function<Integer, Integer> 20->120
* */import java.util.function.Function;public class Demo03Test {public static Integer method(String s, Function<String, String> fun1, Function<String, Integer> fun2, Function<Integer, Integer> fun3) {return fun1.andThen(fun2).andThen(fun3).apply(s);}public static void main(String[] args) {String str = "赵丽颖,20";int age = method(str, (s)->s.split(",")[1], (s)->Integer.parseInt(s), (i)->i+100);System.out.println(age);}}