背景

函數(shù)式接口是在Java 8中引入的，與Lambda表達(dá)式和方法引用一起。這三個(gè)特性被添加到Java中，以促進(jìn)函數(shù)式編程并編寫干凈、可讀的代碼。在Java 8之前，需要編寫大量樣板代碼來(lái)涵蓋基本功能。例如，為了調(diào)用一個(gè)函數(shù)，首先我們必須創(chuàng)建一個(gè)具有所需方法的類，創(chuàng)建類的實(shí)例，然后使用實(shí)例來(lái)調(diào)用方法，或者使用具有相應(yīng)方法的匿名類的另一種方式。

使用Lambda表達(dá)式，我們可以避免使用具體類和匿名類對(duì)象的需求。函數(shù)式接口更進(jìn)一步，因?yàn)長(zhǎng)ambda表達(dá)式只需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)方法，所以可以輕松地實(shí)現(xiàn)函數(shù)式接口。

函數(shù)式接口只展示一個(gè)功能。例如，一個(gè)具有單一方法compareTo()的Comparable接口用于比較目的。但它可以有任意數(shù)量的默認(rèn)方法和靜態(tài)方法。

Java 8定義了許多函數(shù)式接口，可以廣泛用于Lambda表達(dá)式。以下是在java.util.Function包中定義的函數(shù)式接口列表。

@FunctionalInterface注解，按照功能，任何具有單個(gè)抽象方法的接口都是函數(shù)式接口。Java提供了@FunctionalInterface注解，以將一個(gè)接口標(biāo)記為函數(shù)式接口，以便編譯器可以檢查接口是否是函數(shù)式接口。此注解是可選的，主要是為了增加編譯器的檢查和增加代碼的可讀性和維護(hù)性。

函數(shù)式接口編程示例

函數(shù)式接口的類型：在Java中，主要有四種類型的函數(shù)式接口。

Predicate函數(shù)式接口：Predicate函數(shù)式接口是一種方法接受一個(gè)參數(shù)，并返回true或false的接口。Predicate函數(shù)式接口主要用于比較元素以進(jìn)行排序或根據(jù)應(yīng)用于傳入的輸入的某些條件來(lái)過(guò)濾值。Java提供了用于基本類型的Predicate函數(shù)式接口，如IntPredicate、DoublePredicate和LongPredicate，分別只接受Integer、Double和Long類型的參數(shù)。

用法：

Predicate predicate = (value) -> value != 0; //或者
Predicate predicate = (value) -> test(value);

在上面的代碼片段中，predicate函數(shù)根據(jù)傳入的值返回true或false。

示例：

在這個(gè)例子中，我們使用predicate函數(shù)式接口和lambda表達(dá)式來(lái)從一個(gè)整數(shù)列表中過(guò)濾出奇數(shù)。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;

public class Tester {
   public static void main(String args[]) {
      List<Integer> numbers = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7,8);

      Predicate<Integer> isEvenNumber = n -> n %2 == 0;
      numbers =  numbers.stream().filter(isEvenNumber).toList();

      System.out.println(numbers);
   }
}

編譯運(yùn)行上述程序后，輸出結(jié)果為：

[2, 4, 6, 8]

Consumer函數(shù)式接口：Consumer函數(shù)式接口是一種方法接受一個(gè)參數(shù)，并且不返回任何值的接口。Consumer函數(shù)式接口主要用于執(zhí)行副作用操作。例如，打印一個(gè)元素、添加稱謂等。還有其他變種的Consumer，比如BiConsumer。BiConsumer函數(shù)式接口可以接受兩個(gè)參數(shù)。Java提供了用于基本類型的Consumer函數(shù)式接口，如IntConsumer、DoubleConsumer和LongConsumer，分別只接受Integer、Double和Long類型的參數(shù)。

用法：

//定義
Consumer consumer = (value) -> System.out.println(value);
// 或者
Consumer consumer1 = System.out::println;
// 使用
Consumer consumer2 = (value) -> accept(value);

示例：

在這個(gè)例子中，我們借助lambda表達(dá)式和方法引用，使用consumer函數(shù)式接口來(lái)打印整數(shù)列表中的所有數(shù)字。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;

public class Tester {
   public static void main(String args[]) {
      List<Integer> numbers = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7,8);

      Consumer<Integer> consumer = (value) -> System.out.println(value);
      Consumer consumer1 = System.out::println;

      System.out.println("Printing using consumer functional interface as lambda expression");
      numbers.forEach(consumer);

      System.out.println("Printing using consumer functional interface as method reference");
      numbers.forEach(consumer1);
   }
}

編譯運(yùn)行程序結(jié)果如下：

Printing using consumer functional interface as lambda expression
1
2
3
4
5
6
7
8
Printing using consumer functional interface as method reference
1
2
3
4
5
6
7
8

Supplier函數(shù)式接口：Supplier函數(shù)式接口是一種沒(méi)有任何參數(shù)傳遞且會(huì)返回一個(gè)值的接口。Supplier函數(shù)式接口主要用于延遲生成值。例如，獲取一個(gè)隨機(jī)數(shù)，生成一系列數(shù)字等。

用法：

//定義
Supplier supplier = () -> Math.random() * 10;
// 使用
Supplier supplier1 = () -> get();

示例：

在這個(gè)例子中，我們借助lambda表達(dá)式，使用Supplier函數(shù)式接口來(lái)獲取一個(gè)隨機(jī)數(shù)。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Supplier;

public class Tester {
   public static void main(String args[]) {
      Supplier<Integer> supplier = () -> (int)(Math.random() * 10);

      List<Integer> randomNumbers = new ArrayList<>();

      // generate 10 random numbers
      for(int i = 0; i< 10; i++) {
         randomNumbers.add(supplier.get());
      }
      System.out.println(randomNumbers);
   }
}

編譯并運(yùn)行程序，得出運(yùn)行結(jié)果：

[0, 8, 8, 8, 8, 5, 7, 5, 5, 9]

Function函數(shù)式接口：Function函數(shù)式接口是一種方法接受一個(gè)參數(shù)并返回一個(gè)值的接口。Function函數(shù)式接口主要用于獲取處理后的值。例如，獲取一個(gè)元素的平方，修剪字符串值等。還有其他的Function變體，比如BiFunction。BiFunction函數(shù)式接口可以接受兩個(gè)參數(shù)。Java還提供了針對(duì)基本類型的Function函數(shù)式接口，如IntFunction、DoubleFunction和LongFunction，分別只接受Integer、Double和Long類型的參數(shù)。還有兩個(gè)更實(shí)用的接口，UnaryOperator擴(kuò)展了Function接口，BinaryOperator擴(kuò)展了BiFunction接口。

用法：

//定義
Function function = (value) -> Math.random() * 10;
// 使用
Function function1 = (value) -> apply(value);

示例：

在這個(gè)例子中，我們借助lambda表達(dá)式，使用Function函數(shù)式接口來(lái)獲取一個(gè)平方數(shù)。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Function;

public class Tester {
   public static void main(String args[]) {
      List<Integer> numbers = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7,8);

      Function<Integer, Integer> squared = (value) -> value * value;  

      List<Integer> squaredNumbers =  numbers.stream().map(squared).toList();

      System.out.println(squaredNumbers);
   }
}

編譯并運(yùn)行程序，得出運(yùn)行結(jié)果：

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64]

注意事項(xiàng)：

在Java 8之前，已經(jīng)存在的許多接口被注釋為函數(shù)式接口，并可以在lambda表達(dá)式中使用。例如：

• Runnable ?提供run() 方法
• Callable ? 提供 call() 方法
• Actionlistener ? 提供actionPerformed() 方法
• Comparable ? 提供 compareTo() 方法比較兩個(gè)數(shù)的大小

示例：

在這個(gè)例子中，我們創(chuàng)建了兩個(gè)線程。第一個(gè)線程使用匿名類創(chuàng)建，第二個(gè)線程使用lambda表達(dá)式創(chuàng)建。兩者都使用runnable接口來(lái)創(chuàng)建線程實(shí)例。

public class Tester {
   public static void main(String args[]) {
      // create anonymous inner class object
      new Thread(new Runnable() {
         @Override public void run() {
            System.out.println("Thread 1 is running");
         }
      }).start();

      // lambda expression to create the object
      new Thread(() -> {
         System.out.println("Thread 2 is running.");
      }).start();   
   }
}

編譯并運(yùn)行程序，結(jié)果：

Thread 1 is running
Thread 2 is running.