Java 8函數式介面

一、什麼是函數式介面

在 Java 8 中，函數式介面是指只有一個方法的介面。由於函數式介面只有一個方法，所以它可以被lambda表達式、方法引用和構造函數引用等語法特性所使用，並且可以用於函數式編程。

函數式介面的聲明使用註解@FunctionalInterface，該註解用於編譯器檢查，確保介面中只有一個方法。如果編寫的介面符合函數式介面的要求，但沒有使用該註解，程序仍然可以正常編譯。如果介面中定義了超過一個的抽象方法，編譯器將會報錯。

@FunctionalInterface
public interface MyInterface {
    public void myMethod();
}

上面代碼是一個簡單函數式介面示例。它只有一個抽象方法myMethod, 可以包含任意數量的默認方法或靜態方法。

二、Lambda表達式

Lambda表達式是Java 8中最重要的新特性之一，它可以簡化Java代碼的書寫。

Lambda表達式的語法如下：

(parameters) -> expression

Lambda表達式由三個部分組成:

• 一組參數
• 箭頭符號 ->
• 一組語句

Lambda表達式有多種形式，比如：

() -> System.out.println("Hello Lambda!");
x -> x + 1
(x, y) -> x * y
(x, y) -> { int result = x + y; return result; }

三、方法引用

方法引用是一種簡化Lambda表達式的語法形式，它用於直接引用已有Java類或對象的方法或構造方法。

方法引用的語法格式如下：

對象::方法
類::方法
類::靜態方法
類::new

方法引用示例：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("apple");
list.add("banana");
list.add("orange");
list.forEach(System.out::println);

上面代碼中，System.out.println是一個靜態方法，可以使用類::靜態方法的方式進行方法引用。

四、構造函數引用

構造函數引用用於直接引用已有Java類或對象的構造函數。它的語法格式如下：

類::new

構造函數引用示例：

Function<String, Integer> converter = Integer::new;
Integer integer = converter.apply("123");
System.out.println(integer);

上面代碼中，通過Integer::new進行構造函數引用，並使用apply方法對字元串進行類型轉換。

五、內置函數式介面

Java 8中提供了一些函數式介面，這些介面被稱為內置函數式介面。Java 8的內置函數式介面主要分為四種類型：Supplier、Consumer、Function和Predicate。

1. Supplier介面

Supplier是一個提供值的介面，它不接受任何參數，僅僅返回一個值。它的泛型表示返回的類型。

@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
    T get();
}

示例：

Supplier<String> supplier = () -> "Hello World!";
System.out.println(supplier.get());

上面代碼中，使用Lambda表達式實現Supplier介面，並將Lambda表達式返回的字元串列印到控制台。

2. Consumer介面

Consumer是一個接受一個參數並且無需返回值的介面。

@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
    void accept(T t);
}

示例：

Consumer<String> consumer = (str) -> System.out.println(str);
consumer.accept("Hello World!");

上面代碼中，使用Lambda表達式實現Consumer介面，並將Lambda表達式接收的字元串列印到控制台。

3. Function介面

Function介面接收一個參數，並返回一個結果。該介面定義了一個名為apply的方法，該方法接收一個參數並返回一個結果。

@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
    R apply(T t);
}

示例：

Function<String, Integer> converter = Integer::valueOf;
System.out.println(converter.apply("123"));

上面代碼中，使用構造函數引用獲得一個字元串轉換成整型的函數，並將其應用於一個字元串，並將結果列印在控制台上。

4. Predicate介面

Predicate介面接收一個參數，並返回一個是否滿足條件的boolean值。該介面定義了一個名為test的方法，該方法接收一個參數，並返回一個boolean值。

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

示例：

Predicate<String> predicate = (str) -> str.length() > 5;
System.out.println(predicate.test("Hello World!"));

上面代碼中，使用Lambda表達式實現Predicate介面，並將該介面應用到一個字元串中，判斷該字元串的長度是否大於5，並將該判斷結果列印到控制台上。

六、結語

Java 8的函數式介面是一項重要的語言特性，它使得Java的函數式編程更加方便。除了上述介紹的內置函數式介面外，Java 8還提供了其他函數式介面，如UnaryOperator、BinaryOperator、BiFunction等。

儘管Java 8的函數式編程還有一些缺點，比如函數的可變性和某些情況下的性能問題，但是Java 8的函數式介面仍然是Java編程的一個重要的組成部分，值得開發人員深入學習和掌握。