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Function源码解析与实践

日期：2022-11-29点击：264收藏

作者：陈昌浩

1 导读

if…else…在代码中经常使用，听说可以通过 Java 8 的 Function 接口来消灭 if…else…！Function 接口是什么？如果通过 Function 接口接口消灭 if…else…呢？让我们一起来探索一下吧。

2 Function 接口

Function 接口就是一个有且仅有一个抽象方法，但是可以有多个非抽象方法的接口,Function 接口可以被隐式转换为 lambda 表达式。可以通过 FunctionalInterface 注解来校验 Function 接口的正确性。Java 8 允许在接口中加入具体方法。接口中的具体方法有两种，default 方法和 static 方法。

@FunctionalInterfaceinterface TestFunctionService{ void addHttp(String url);}

那么就可以使用 Lambda 表达式来表示该接口的一个实现。

TestFunctionService testFunctionService = url -> System.out.println("http:" + url);

2.1 FunctionalInterface

2.1.1 源码

@Documented@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Target(ElementType.TYPE)public @interface FunctionalInterface {}

2.1.2 说明

上图是 FunctionalInterface 的注解说明。通过上面的注解说明，可以知道 FunctionalInterface 是一个注解，用来说明一个接口是函数式接口。函数式接口只有一个抽象方法。可以有默认方法，因为默认方法有一个实现，所以不是抽象的。函数接口的实例可以用 lambda 表达式、方法引用或构造函数引用创建。

FunctionalInterface 会校验接口是否满足函数式接口：

类型必须是接口类型，不能是注释类型、枚举或类。
只能有一个抽象方法。
可以有多个默认方法和静态方法。
可以显示覆盖 java.lang.Object 中的抽象方法。

编译器会将满足函数式接口定义的任何接口视为函数式接口，而不管该接口声明中是否使用 FunctionalInterface 注解。

3 Function 接口主要分类

Function 接口主要分类:

Function：Function 函数的表现形式为接收一个参数，并返回一个值。
Supplier：Supplier 的表现形式为不接受参数、只返回数据。
Consumer：Consumer 接收一个参数，没有返回值。
Runnable：Runnable 的表现形式为即没有参数也没有返回值。

3.1 Function

Function 函数的表现形式为接收一个参数，并返回一个值。

3.1.1 源码

@FunctionalInterfacepublic interface Function<T, R> { R apply(T t); default <V> Function<V, R> compose(Function<? super V, ? extends T> before) { Objects.requireNonNull(before); return (V v) -> apply(before.apply(v)); } default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) { Objects.requireNonNull(after); return (T t) -> after.apply(apply(t)); } static <T> Function<T, T> identity() { return t -> t; }}

3.1.2 方法说明

apply：抽象方法。将此函数应用于给定的参数。参数 t 通过具体的实现返回 R。
compose：default 方法。返回一个复合函数，首先执行 fefore 函数应用于输入，然后将该函数应用于结果。如果任意一个函数的求值引发异常，则将其传递给组合函数的调用者。
andThen：default 方法。返回一个复合函数，该复合函数首先对其应用此函数它的输入，然后对结果应用 after 函数。如果任意一个函数的求值引发异常，则将其传递给组合函数的调用者。
identity：static 方法。返回一个始终返回其输入参数的函数。

3.1.3 方法举例

1）apply

测试代码：

public String upString(String str){ Function<String, String> function1 = s -> s.toUpperCase(); return function1.apply(str);} public static void main(String[] args) { System.out.println(upString("hello!")); }

通过 apply 调用具体的实现。执行结果：

2）compose

测试代码：

public static void main(String[] args) { Function<String, String> function1 = s -> s.toUpperCase(); Function<String, String> function2 = s -> "my name is "+s; String result = function1.compose(function2).apply("zhangSan"); System.out.println(result);}

执行结果

如结果所示：compose 先执行 function2 后执行 function1。

3）andThen

测试代码：

public static void main(String[] args) { Function<String, String> function1 = s -> s.toUpperCase(); Function<String, String> function2 = s -> "my name is "+s; String result = function1.andThen(function2).apply("zhangSan"); System.out.println(result);}

执行结果：

如结果所示：

andThen 先执行 function1 后执行 function2。

identity

测试代码：

public static void main(String[] args) { Stream<String> stream = Stream.of("order", "good", "lab", "warehouse"); Map<String, Integer> map = stream.collect(Collectors.toMap(Function.identity(), String::length)); System.out.println(map);}

执行结果:

3.2 Supplier

Supplier 的表现形式为不接受参数、只返回数据。

3.2.1 源码

@FunctionalInterfacepublic interface Supplier<T> { /** * Gets a result. * * @return a result */ T get();}

3.2.2 方法说明

get：抽象方法。通过实现返回 T。

3.2.3 方法举例

public class SupplierTest { SupplierTest(){ System.out.println(Math.random()); System.out.println(this.toString()); }} public static void main(String[] args) { Supplier<SupplierTest> sup = SupplierTest::new; System.out.println("调用一次"); sup.get(); System.out.println("调用二次"); sup.get();}

执行结果:

如结果所示：Supplier 建立时并没有创建新类，每次调用 get 返回的值不是同一个。

3.3 Consumer

Consumer 接收一个参数，没有返回值。

3.3.1 源码

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

3.3.2 方法说明

accept：对给定参数 T 执行一些操作。
andThen：按顺序执行 Consumer -> after ,如果执行操作引发异常，该异常被传递给调用者。

3.3.3 方法举例

public static void main(String[] args) { Consumer<String> consumer = s -> System.out.println("consumer_"+s); Consumer<String> after = s -> System.out.println("after_"+s); consumer.accept("isReady"); System.out.println("========================"); consumer.andThen(after).accept("is coming");}

执行结果：

如结果所示：对同一个参数 T，通过 andThen 方法，先执行 consumer，再执行 fater。

3.4 Runnable

Runnable：Runnable 的表现形式为即没有参数也没有返回值。

3.4.1 源码

@FunctionalInterfacepublic interface Runnable { public abstract void run();}

3.4.2 方法说明

run：抽象方法。run 方法实现具体的内容，需要将 Runnale 放入到 Thread 中，通过 Thread 类中的 start()方法启动线程，执行 run 中的内容。

3.4.3 方法举例

public class TestRun implements Runnable { @Override public void run() { System.out.println("TestRun is running!"); }} public static void main(String[] args) { Thread thread = new Thread(new TestRun()); thread.start(); }

执行结果：

如结果所示：当线程实行 start 方法时，执行 Runnable 的 run 方法中的内容。

4 Function 接口用法

Function 的主要用途是可以通过 lambda 表达式实现方法的内容。

4.1 差异处理

原代码：

@Datapublic class User { /** * 姓名 */ private String name; /** * 年龄 */ private int age; /** * 组员 */ private List<User> parters;} public static void main(String[] args) { User user =new User(); if(user ==null ||user.getAge() <18 ){ throw new RuntimeException("未成年！"); }}

执行结果：

使用 Function 接口后的代码：

@FunctionalInterfacepublic interface testFunctionInfe { /** * 输入异常信息 * @param message */ void showExceptionMessage(String message);} public static testFunctionInfe doException(boolean flag){ return (message -> { if (flag){ throw new RuntimeException(message); } }); } public static void main(String[] args) { User user =new User(); doException(user ==null ||user.getAge() <18).showExceptionMessage("未成年！");}

执行结果：

使用 function 接口前后都抛出了指定的异常信息。

4.2 处理 if…else…

原代码:

public static void main(String[] args) { User user =new User(); if(user==null){ System.out.println("新增用户"); }else { System.out.println("更新用户"); }}

使用 Function 接口后的代码：

public static void main(String[] args) { User user =new User(); Consumer trueConsumer = o -> { System.out.println("新增用户"); }; Consumer falseConsumer= o -> { System.out.println("更新用户"); }; trueOrFalseMethdo(user).showExceptionMessage(trueConsumer,falseConsumer);}public static testFunctionInfe trueOrFalseMethdo(User user){ return ((trueConsumer, falseConsumer) -> { if(user==null){ trueConsumer.accept(user); }else { falseConsumer.accept(user); } });}@FunctionalInterfacepublic interface testFunctionInfe { /** * 不同分处理不同的事情 * @param trueConsumer * @param falseConsumer */ void showExceptionMessage(Consumer trueConsumer,Consumer falseConsumer);}

执行结果：

4.3 处理多个 if

原代码：

public static void main(String[] args) { String flag=""; if("A".equals(flag)){ System.out.println("我是A"); }else if ("B".equals(flag)) { System.out.println("我是B"); }else if ("C".equals(flag)) { System.out.println("我是C"); }else { System.out.println("没有对应的指令"); }}

使用 Function 接口后的代码：

public static void main(String[] args) { String flag="B"; Map<String, Runnable> map =initFunctionMap(); trueOrFalseMethdo(map.get(flag)==null).showExceptionMessage(()->{ System.out.println("没有相应指令"); },map.get(flag));}public static Map<String, Runnable> initFunctionMap(){ Map<String,Runnable> result = Maps.newHashMap(); result.put("A",()->{System.out.println("我是A");}); result.put("B",()->{System.out.println("我是B");}); result.put("C",()->{System.out.println("我是C");}); return result;}public static testFunctionInfe trueOrFalseMethdo(boolean flag){ return ((runnable, falseConsumer) -> { if(flag){ runnable.run(); }else { falseConsumer.run(); } });}