函數式接口

在上個小節的最后，我們提到了函數式接口的概念，也知道了想要使用Lambda表達式，則必須依賴函數式接口。本小節我們將學習函數式接口相關的知識，包括什么是函數式接口，為什么需要函數式接口，如何自定義一個函數式接口，如何創建函數式接口的對象，以及一些 Java 內置的函數式接口的詳細介紹等。本小節內容較為簡單，但需要讀者有Lambda表達式前置知識，學習重點是要了解 Java 內置函數式接口。

1. 什么是函數式接口

函數是接口（Functional Interface）的定義非常容易理解：只有一個抽象方法的接口，就是函數式接口?？梢酝ㄟ^Lambda表達式來創建函數式接口的對象。

我們來看一個在之前我們就經常使用的Runnable接口，Runnable接口就是一個函數式接口，下面的截圖為 Java 源碼：

我們看到Runnable接口中只包含一個抽象的run()方法，并且在接口上標注了一個@FuncationInterface注解，此注解就是 Java 8 新增的注解，用來標識一個函數式接口。

2. 為什么需要函數式接口

學習了這么久的 Java，我們對 Java 是純種的面向對象的編程語言這一概念，可能有了一定的感觸，在 Java 中，一切皆是對象。但是隨著Python、scala等語言的興起，函數式編程的概念得到開發者們的推崇，Java 不得不做出調整以支持更廣泛的技術要求。

在面向函數編程的語言中，Lambda表達式的類型就是函數，但是在 Java 中，Lambda表達式的類型是對象而不是函數，他們必須依賴于一種特別的對象類型——函數式接口。所以說，Java 中的Lambda表達式就是一個函數式接口的對象。我們之前使用匿名實現類表示的對象，都可以使用Lambda表達式來表示。

3. 自定義函數式接口

想要自定義一個函數式接口也非常簡單，在接口上做兩件事即可：

1. 定義一個抽象方法：注意，接口中只能有一個抽象方法；
2. 在接口上標記@FunctionalInterface注解：當然也可以不標記，但是如果錯寫了多個方法，編輯器就不能自動檢測你定義的函數式接口是否有問題了，所以建議還是寫上吧。

/**
 * 自定義函數式接口
 * @author colorful@TaleLin
 */
@FunctionalInterface
public interface FunctionalInterfaceDemo {

    void run();

}

由于標記了@FunctionalInterface注解，下面接口下包含兩個抽象方法的這種錯誤寫法，編譯器就會給出提示：

4.創建函數式接口對象

在上面，我們自定義了一個函數式接口，那么如何創建它的對象實例呢？

我們可以使用匿名內部類來創建該接口的對象，實例代碼如下：

/**
 * 測試創建函數式接口對象
 * @author colorful@TaleLin
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用匿名內部類方式創建函數式接口
        FunctionalInterfaceDemo functionalInterfaceDemo = new FunctionalInterfaceDemo() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("匿名內部類方式創建函數式接口");
            }
        };
        functionalInterfaceDemo.run();
    }

}

運行結果：

匿名內部類方式創建函數式接口

現在，我們學習了Lambda表達式，也可以使用Lambda表達式來創建，這種方法相較匿名內部類更加簡潔，也更推薦這種做法。實例代碼如下：

/**
 * 測試創建函數式接口對象
 * @author colorful@TaleLin
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用 Lambda 表達式方式創建函數式接口
        FunctionalInterfaceDemo functionalInterfaceDemo = () -> System.out.println("Lambda 表達式方式創建函數式接口");
        functionalInterfaceDemo.run();
    }

}

運行結果：

Lambda 表達式方式創建函數式接口

當然，還有一種更笨的方法，寫一個接口的實現類，通過實例化實現類來創建對象。由于比較簡單，而且不符合我們學習函數式接口的初衷，這里就不再做實例演示了。

5. 內置的函數式接口介紹

通過上面一系列介紹和演示，相信對于函數式接口的概念和使用，你已經爛熟于心了。但是只知道這些還不夠用，下面的內容才是本小節的重點，Java 中內置了豐富的函數式接口，位于java.util.function包下，學習這些函數式接口有助于我們理解 Java 函數式接口的真正用途和意義。

Java 內置了 4 個核心函數式接口：

1. Comsumer<T>消費型接口： 表示接受單個輸入參數但不返回結果的操作，包含方法：void accept(T t)，可以理解為消費者，只消費（接收單個參數）、不返回（返回為 void）；
2. Supplier<T>供給型接口：表示結果的供給者，包含方法T get()，可以理解為供給者，只提供（返回T類型對象）、不消費（不接受參數）；
3. Function<T, R>函數型接口：表示接受一個T類型參數并返回R類型結果的對象，包含方法R apply(T t)；
4. Predicate<T>斷言型接口：確定T類型的對象是否滿足約束，并返回boolean值，包含方法boolean test(T t)。

我們在 Java 的 api 文檔中可以看到有一些方法的形參，會出現上面幾類接口，我們在實例化這些接口的時候，就可以使用Lambda表達式的方式來實例化。

我們下面看幾個實例，消費型接口使用實例：

運行結果：

只消費，不返回

供給型接口使用實例：

運行結果：

只返回，不消費

下面我們使用斷言型接口，來實現一個根據給定的規則，來過濾字符串列表的方法，實例如下：

運行結果：

過濾前：
[Java, PHP, Python, JavaScript]
過濾后：
[PHP, Python]

當然，我們學習了Lambda表達式，在main()方法中就可以不再使用匿名內部類了，改寫main()方法中調用filterStringList()方法的代碼：

List<String> filterResult = filterStringList(arrayList, s -> s.contains("P"));

上面的實例代碼可能有些難以理解，跟著我的節奏來解讀一下：

• 先定義一個方法List<String> filterStringList(List<String> list, Predicate<String> predicate)，此方法用于根據指定的規則過濾字符串列表，接收的第一個參數為待過濾列表，第二個參數是一個函數式接口類型的規則，注意，這個參數就是規則的制定者；
• 再看filterStringList()方法的方法體，方法體內部對待過濾列表進行了遍歷，會調用Predicate<T>接口下的boolean test(T t)方法，判斷每一個字符串是否符合規則，符合規則就追加到新的列表中，最終返回一個新的過濾后的列表；
• 在main()方法中，我們調用了上面定義的filterStringList()方法，第一個參數就是待過濾列表，這里的第二個參數，是我們創建的一個斷言型接口的對象，其重寫的test(String s)方法就是過濾規則關鍵所在，方法體就是判斷s字符串是否包含P字符，并一個 boolean 類型的結果；
• 理解了第二個參數通過匿名內部類創建對象的方式，再改寫成通過Lambda表達式的方式創建對象，就不難理解了。

上面我們介紹了核心的內置函數式接口，理解了這些接口的使用，其他接口就不難理解了?？煞?a >官方文檔來查看更多。

6. 小結

通過本小節的學習，我們知道了函數式接口就是只有一個抽象方法的接口，要使用Lambda表達式，就必須依賴函數式接口；自定義函數接口建議使用@FunctionalInterface注解來進行標注，當然如果通過 Java 內置的函數式接口就可以滿足我們的需求，就不需要我們自己自定義函數式接口了。本小節的最后，我們通過一個較為復雜的函數式接口實例，實現了一個過濾字符串列表的方法，如果還是不能完全理解，建議同學下面多加練習。