首先需要清楚一個(gè)概念：函數(shù)式接口；它指的是有且只有一個(gè)未實(shí)現(xiàn)的方法的接口，一般通過FunctionalInterface這個(gè)注解來表明某個(gè)接口是一個(gè)函數(shù)式接口。函數(shù)式接口是Java支持函數(shù)式編程的基礎(chǔ)。

1 Java8函數(shù)式編程語法入門

Java8中函數(shù)式編程語法能夠精簡代碼。
使用Consumer作為示例，它是一個(gè)函數(shù)式接口，包含一個(gè)抽象方法accept，這個(gè)方法只有輸入而無輸出。
現(xiàn)在我們要定義一個(gè)Consumer對象，傳統(tǒng)的方式是這樣定義的：

Consumer c = new Consumer() {
    @Override
    public void accept(Object o) {
        System.out.println(o);
    }
};

而在Java8中，針對函數(shù)式編程接口，可以這樣定義：

Consumer c = (o) -> {
    System.out.println(o);
}; 

上面已說明，函數(shù)式編程接口都只有一個(gè)抽象方法，因此在采用這種寫法時(shí)，編譯器會(huì)將這段函數(shù)編譯后當(dāng)作該抽象方法的實(shí)現(xiàn)。
如果接口有多個(gè)抽象方法，編譯器就不知道這段函數(shù)應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)哪個(gè)方法的了。
因此，=后面的函數(shù)體我們就可以看成是accept函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。

• 輸入：->前面的部分，即被()包圍的部分。此處只有一個(gè)輸入?yún)?shù)，實(shí)際上輸入是可以有多個(gè)的，如兩個(gè)參數(shù)時(shí)寫法：(a, b);當(dāng)然也可以沒有輸入，此時(shí)直接就可以是()。
• 函數(shù)體：->后面的部分，即被{}包圍的部分；可以是一段代碼。
• 輸出：函數(shù)式編程可以沒有返回值，也可以有返回值。如果有返回值時(shí)，需要代碼段的最后一句通過return的方式返回對應(yīng)的值。

當(dāng)函數(shù)體中只有一個(gè)語句時(shí)，可以去掉{}進(jìn)一步簡化：

Consumer c = (o) -> System.out.println(o);

然而這還不是最簡的，由于此處只是進(jìn)行打印，調(diào)用了System.out中的println靜態(tài)方法對輸入?yún)?shù)直接進(jìn)行打印，因此可以簡化成以下寫法：

Consumer c = System.out::println;

它表示的意思就是針對輸入的參數(shù)將其調(diào)用System.out中的靜態(tài)方法println進(jìn)行打印。
到這一步就可以感受到函數(shù)式編程的強(qiáng)大能力。
通過最后一段代碼，我們可以簡單的理解函數(shù)式編程，Consumer接口直接就可以當(dāng)成一個(gè)函數(shù)了，這個(gè)函數(shù)接收一個(gè)輸入?yún)?shù)，然后針對這個(gè)輸入進(jìn)行處理；當(dāng)然其本質(zhì)上仍舊是一個(gè)對象，但我們已經(jīng)省去了諸如老方式中的對象定義過程，直接使用一段代碼來給函數(shù)式接口對象賦值。
而且最為關(guān)鍵的是，這個(gè)函數(shù)式對象因?yàn)楸举|(zhì)上仍舊是一個(gè)對象，因此可以做為其它方法的參數(shù)或者返回值，可以與原有的代碼實(shí)現(xiàn)無縫集成！

下面對Java中的幾個(gè)預(yù)先定義的函數(shù)式接口及其經(jīng)常使用的類進(jìn)行分析學(xué)習(xí)。

2 Java函數(shù)式接口

2.1 Consumer

Consumer是一個(gè)函數(shù)式編程接口； 顧名思義，Consumer的意思就是消費(fèi)，即針對某個(gè)東西我們來使用它，因此它包含有一個(gè)有輸入而無輸出的accept接口方法；
除accept方法，它還包含有andThen這個(gè)方法；
其定義如下：

default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after) {
    Objects.requireNonNull(after);
    return (T t) -> { accept(t); after.accept(t); };
}

可見這個(gè)方法就是指定在調(diào)用當(dāng)前Consumer后是否還要調(diào)用其它的Consumer；
使用示例：

public static void consumerTest() {
    Consumer f = System.out::println;
    Consumer f2 = n -> System.out.println(n + "-F2");

    //執(zhí)行完F后再執(zhí)行F2的Accept方法
    f.andThen(f2).accept("test");

    //連續(xù)執(zhí)行F的Accept方法
    f.andThen(f).andThen(f).andThen(f).accept("test1");
}

2.2 Function

Function也是一個(gè)函數(shù)式編程接口；它代表的含義是“函數(shù)”，而函數(shù)經(jīng)常是有輸入輸出的，因此它含有一個(gè)apply方法，包含一個(gè)輸入與一個(gè)輸出；
除apply方法外，它還有compose與andThen及indentity三個(gè)方法，其使用見下述示例；

/**
 * Function測試
 */
public static void functionTest() {
    Function<Integer, Integer> f = s -> s++;
    Function<Integer, Integer> g = s -> s * 2;

    /**
     * 下面表示在執(zhí)行F時(shí)，先執(zhí)行G，并且執(zhí)行F時(shí)使用G的輸出當(dāng)作輸入。
     * 相當(dāng)于以下代碼：
     * Integer a = g.apply(1);
     * System.out.println(f.apply(a));
     */
    System.out.println(f.compose(g).apply(1));

    /**
     * 表示執(zhí)行F的Apply后使用其返回的值當(dāng)作輸入再執(zhí)行G的Apply；
     * 相當(dāng)于以下代碼
     * Integer a = f.apply(1);
     * System.out.println(g.apply(a));
     */
    System.out.println(f.andThen(g).apply(1));

    /**
     * identity方法會(huì)返回一個(gè)不進(jìn)行任何處理的Function，即輸出與輸入值相等； 
     */
    System.out.println(Function.identity().apply("a"));
}

2.3 Predicate

Predicate為函數(shù)式接口，predicate的中文意思是“斷定”，即判斷的意思，判斷某個(gè)東西是否滿足某種條件； 因此它包含test方法，根據(jù)輸入值來做邏輯判斷，其結(jié)果為True或者False。
它的使用方法示例如下：

/**
 * Predicate測試
 */
private static void predicateTest() {
    Predicate<String> p = o -> o.equals("test");
    Predicate<String> g = o -> o.startsWith("t");

    /**
     * negate: 用于對原來的Predicate做取反處理；
     * 如當(dāng)調(diào)用p.test("test")為True時(shí)，調(diào)用p.negate().test("test")就會(huì)是False；
     */
    Assert.assertFalse(p.negate().test("test"));

    /**
     * and: 針對同一輸入值，多個(gè)Predicate均返回True時(shí)返回True，否則返回False；
     */
    Assert.assertTrue(p.and(g).test("test"));

    /**
     * or: 針對同一輸入值，多個(gè)Predicate只要有一個(gè)返回True則返回True，否則返回False
     */
    Assert.assertTrue(p.or(g).test("ta"));
}

3 函數(shù)式編程接口的使用

通過Stream以及Optional兩個(gè)類，可以進(jìn)一步利用函數(shù)式接口來簡化代碼。

3.1 Stream

Stream可以對多個(gè)元素進(jìn)行一系列的操作，也可以支持對某些操作進(jìn)行并發(fā)處理。

3.1.1 Stream對象的創(chuàng)建

Stream對象的創(chuàng)建途徑有以下幾種

a. 創(chuàng)建空的Stream對象

Stream stream = Stream.empty();

b. 通過集合類中的stream或者parallelStream方法創(chuàng)建；

List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c", "d");
Stream listStream = list.stream();                   //獲取串行的Stream對象
Stream parallelListStream = list.parallelStream();   //獲取并行的Stream對象

c. 通過Stream中的of方法創(chuàng)建：

Stream s = Stream.of("test");
Stream s1 = Stream.of("a", "b", "c", "d");

d. 通過Stream中的iterate方法創(chuàng)建：
iterate方法有兩個(gè)不同參數(shù)的方法：

public static<T> Stream<T> iterate(final T seed, final UnaryOperator<T> f);  
public static<T> Stream<T> iterate(T seed, Predicate<? super T> hasNext, UnaryOperator<T> next)

其中第一個(gè)方法將會(huì)返回一個(gè)無限有序值的Stream對象：它的第一個(gè)元素是seed，第二個(gè)元素是f.apply(seed); 第N個(gè)元素是f.apply(n-1個(gè)元素的值)；生成無限值的方法實(shí)際上與Stream的中間方法類似，在遇到中止方法前一般是不真正的執(zhí)行的。因此無限值的這個(gè)方法一般與limit等方法一起使用，來獲取前多少個(gè)元素。
當(dāng)然獲取前多少個(gè)元素也可以使用第二個(gè)方法。
第二個(gè)方法與第一個(gè)方法生成元素的方式類似，不同的是它返回的是一個(gè)有限值的Stream；中止條件是由hasNext來斷定的。

第二種方法的使用示例如下：

/**
 * 本示例表示從1開始組裝一個(gè)序列，第一個(gè)是1，第二個(gè)是1+1即2，第三個(gè)是2+1即3..，直接10時(shí)中止；
 * 也可簡化成以下形式：
 *        Stream.iterate(1,
 *        n -> n <= 10,
 *        n -> n+1).forEach(System.out::println);
 * 寫成以下方式是為簡化理解
 */
Stream.iterate(1,
        new Predicate<Integer>() {
            @Override
            public boolean test(Integer integer) {
                return integer <= 10;
            }
        },
    new UnaryOperator<Integer>() {
        @Override
        public Integer apply(Integer integer) {
            return integer+1;
        }
}).forEach(System.out::println);

e. 通過Stream中的generate方法創(chuàng)建
與iterate中創(chuàng)建無限元素的Stream類似，不過它的每個(gè)元素與前一元素?zé)o關(guān)，且生成的是一個(gè)無序的隊(duì)列。也就是說每一個(gè)元素都可以隨機(jī)生成。因此一般用來創(chuàng)建常量的Stream以及隨機(jī)的Stream等。
示例如下：

/**
 * 隨機(jī)生成10個(gè)Double元素的Stream并將其打印
 */
Stream.generate(new Supplier<Double>() {
    @Override
    public Double get() {
        return Math.random();
    }
}).limit(10).forEach(System.out::println);

//上述寫法可以簡化成以下寫法：
Stream.generate(() -> Math.random()).limit(10).forEach(System.out::println);

f. 通過Stream中的concat方法連接兩個(gè)Stream對象生成新的Stream對象 這個(gè)比較好理解不再贅述。

3.1.2 Stream對象的使用

Stream對象提供多個(gè)非常有用的方法，這些方法可以分成兩類：
中間操作：將原始的Stream轉(zhuǎn)換成另外一個(gè)Stream；如filter返回的是過濾后的Stream。
終端操作：產(chǎn)生的是一個(gè)結(jié)果或者其它的復(fù)合操作；如count或者forEach操作。

其清單如下所示，方法的具體說明及使用示例見后文。
所有中間操作

所有終端操作

下面就幾個(gè)比較常用的方法舉例說明其用法：

3.1.2.1 filter

用于對Stream中的元素進(jìn)行過濾，返回一個(gè)過濾后的Stream
其方法定義如下：

Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);

使用示例：

Stream<String> s = Stream.of("test", "t1", "t2", "teeeee", "aaaa");
//查找所有包含t的元素并進(jìn)行打印
s.filter(n -> n.contains("t")).forEach(System.out::println);

3.1.2.2 map

元素一對一轉(zhuǎn)換。
它接收一個(gè)Funcation參數(shù)，用其對Stream中的所有元素進(jìn)行處理，返回的Stream對象中的元素為Function對原元素處理后的結(jié)果
其方法定義如下：

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

示例，假設(shè)我們要將一個(gè)String類型的Stream對象中的每個(gè)元素添加相同的后綴.txt，如a變成a.txt，其寫法如下：

Stream<String> s = Stream.of("test", "t1", "t2", "teeeee", "aaaa");
s.map(n -> n.concat(".txt")).forEach(System.out::println);

3.1.2.3 flatMap

元素一對多轉(zhuǎn)換：對原Stream中的所有元素使用傳入的Function進(jìn)行處理，每個(gè)元素經(jīng)過處理后生成一個(gè)多個(gè)元素的Stream對象，然后將返回的所有Stream對象中的所有元素組合成一個(gè)統(tǒng)一的Stream并返回；
方法定義如下：

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

示例，假設(shè)要對一個(gè)String類型的Stream進(jìn)行處理，將每一個(gè)元素的拆分成單個(gè)字母，并打?。?/p>

Stream<String> s = Stream.of("test", "t1", "t2", "teeeee", "aaaa");
s.flatMap(n -> Stream.of(n.split(""))).forEach(System.out::println);

3.1.2.4 takeWhile

方法定義如下：

default Stream<T> takeWhile(Predicate<? super T> predicate)

如果Stream是有序的（Ordered），那么返回最長命中序列（符合傳入的Predicate的最長命中序列）組成的Stream；如果是無序的，那么返回的是所有符合傳入的Predicate的元素序列組成的Stream。
與Filter有點(diǎn)類似，不同的地方就在當(dāng)Stream是有序時(shí)，返回的只是最長命中序列。
如以下示例，通過takeWhile查找”test”, “t1”, “t2”, “teeeee”, “aaaa”, “taaa”這幾個(gè)元素中包含t的最長命中序列：

Stream<String> s = Stream.of("test", "t1", "t2", "teeeee", "aaaa", "taaa");
//以下結(jié)果將打?。?"test", "t1", "t2", "teeeee"，最后的那個(gè)taaa不會(huì)進(jìn)行打印 
s.takeWhile(n -> n.contains("t")).forEach(System.out::println);

3.1.2.5 dropWhile

與takeWhile相反，如果是有序的，返回除最長命中序列外的所有元素組成的Stream；如果是無序的，返回所有未命中的元素組成的Stream;其定義如下：

default Stream<T> dropWhile(Predicate<? super T> predicate)

如以下示例，通過dropWhile刪除”test”, “t1”, “t2”, “teeeee”, “aaaa”, “taaa”這幾個(gè)元素中包含t的最長命中序列：

Stream<String> s = Stream.of("test", "t1", "t2", "teeeee", "aaaa", "taaa");
//以下結(jié)果將打印："aaaa", "taaa" 　
s.dropWhile(n -> n.contains("t")).forEach(System.out::println);

3.1.2.6 reduce與collect

關(guān)于reduce與collect由于功能較為復(fù)雜，在后續(xù)將進(jìn)行單獨(dú)分析與學(xué)習(xí)，此處暫不涉及。

3.2 Optional

用于簡化Java中對空值的判斷處理，以防止出現(xiàn)各種空指針異常。
Optional實(shí)際上是對一個(gè)變量進(jìn)行封裝，它包含有一個(gè)屬性value，實(shí)際上就是這個(gè)變量的值。

3.2.1 Optional對象創(chuàng)建

它的構(gòu)造函數(shù)都是private類型的，因此要初始化一個(gè)Optional的對象無法通過其構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行創(chuàng)建。它提供了一系列的靜態(tài)方法用于構(gòu)建Optional對象:

3.2.1.1 empty

用于創(chuàng)建一個(gè)空的Optional對象；其value屬性為Null。
如：

Optional o = Optional.empty();

3.2.1.2 of

根據(jù)傳入的值構(gòu)建一個(gè)Optional對象;
傳入的值必須是非空值，否則如果傳入的值為空值，則會(huì)拋出空指針異常。
使用：

o = Optional.of("test"); 

3.2.1.3 ofNullable

根據(jù)傳入值構(gòu)建一個(gè)Optional對象
傳入的值可以是空值，如果傳入的值是空值，則與empty返回的結(jié)果是一樣的。

3.2.2 方法

Optional包含以下方法：

3.2.3 使用場景

常用的使用場景如下：

3.2.3.1 判斷結(jié)果不為空后使用

如某個(gè)函數(shù)可能會(huì)返回空值，以往的做法：

String s = test();
if (null != s) {
    System.out.println(s);
}

現(xiàn)在的寫法就可以是：

Optional<String> s = Optional.ofNullable(test());
s.ifPresent(System.out::println);

乍一看代碼復(fù)雜度上差不多甚至是略有提升；那為什么要這么做呢？
一般情況下，我們在使用某一個(gè)函數(shù)返回值時(shí)，要做的第一步就是去分析這個(gè)函數(shù)是否會(huì)返回空值；如果沒有進(jìn)行分析或者分析的結(jié)果出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致函數(shù)會(huì)拋出空值而沒有做檢測，那么就會(huì)相應(yīng)的拋出空指針異常！
而有了Optional后，在我們不確定時(shí)就可以不用去做這個(gè)檢測了，所有的檢測Optional對象都幫忙我們完成，我們要做的就是按上述方式去處理。

3.2.3.2 變量為空時(shí)提供默認(rèn)值

如要判斷某個(gè)變量為空時(shí)使用提供的值，然后再針對這個(gè)變量做某種運(yùn)算；
以往做法：

if (null == s) {
    s = "test";
}
System.out.println(s);

現(xiàn)在的做法：

Optional<String> o = Optional.ofNullable(s);
System.out.println(o.orElse("test"));

3.2.3.3 變量為空時(shí)拋出異常，否則使用

以往寫法：

if (null == s) {
    throw new Exception("test");
}
System.out.println(s);

現(xiàn)在寫法：

Optional<String> o = Optional.ofNullable(s);
System.out.println(o.orElseThrow(()->new Exception("test")));

其它場景待補(bǔ)充。

總結(jié)

這邊文章是寫關(guān)于Java8新出的特性:函數(shù)式編程的內(nèi)容，包含Stream,Function,Optional,Consumer等內(nèi)容，更多相關(guān)Java8新特性的內(nèi)容請搜索腳本之家其他文章

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