6.1 接口 - 6.3 lambda表达式

6.1 接口

接口概念

接口是对类的一组需求描述，这些类要遵从接口描述的统一格式进行定义。设计目的是解决多继承的问题

接口中所有方法时 public 不用现实声明

java.lang.Comparable <T> 有方法

int compareTo(T other) 当前对象与 other 比较，对象小于 other 则返回负值；相等则返回 0 ；否则返回正值。

java.util.Arrays 有方法

static void sort(Object[] a) 使用 mergesort 算法对数组中的元素进行排序。要求数组中的元素属于实现了 Compareable 接口的类，并且元素之间是可比较的。

语言标准规定：对于任意的 x 和 y ，实现必须能够保证 sgn(x.compareTo(y)) = -sgn(y.compareTo(x))。(也就是说，如果 y.compareTo(x) 抛出一个异常，那么x.compareTo(y) 也应该抛出一个异常。)这里的“sgn”是一个数值的符号：如果 n 是负值，sgn(n) 等于-1；如果 n 是0,sgn(n) 等于0；如果 n 是正值，sgn(n)等于1简单地讲，如果调换compareTo的参数，结果的符号也应该调换（而不是实际值）

与 equals 方法一样，在继承过程中有可能会出现问题，因为涉及到子类与父类比较，子类之间的比较。可以在比较对象前，检查是否属于同一类。或者在父类中将比较方法定义为 final，不允许子类覆盖。

接口特性

接口不能实例化，但可以声明变量引用实体类的对象。接口中不能包含实例域，可以包含常量。 接口中的域自带 public static final。 可以使用静态方法，用来替代伴随工具类。

默认方法

default 方法可以在接口内添加方法的具体实现。默认方法的一个重要用途是接口演化，给已经被使用的接口添加方法时，如果没有提供默认实现，则实现此接口的类必须去实现新的方法，破坏了兼容性。

默认方法与基类的方法冲突时，同名且有相同类型参数的默认方法会被忽略。

如果一个超接口提供了一个默认方法，另一个接口提供了一个同名而且参数类型 （不论是否是默认参数）相同的方法， 必须覆盖这个方法来解决冲突。

两个接口如何冲突并不重要。 如果至少有一个接口提供了一个实现， 编译器就会报告错误， 而程序员就必须解决这个二义性。

6.2 接口示例

回调

一种程序设计模式，可以指出某个特定事件发生时应该采取的动作。

public class TimePrinter implements ActionListener {
    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        System.out.println("At the tone, the time is "+new Date());
        Toolkit.getDefaultToolkit().beep();
    }
}

TimePrinter 实现了接口 ActionListener 实现了 actionPerformed 方法，即告诉程序发生了某件事调用了这个方法时，进行如何操作。

Comparator 接口

有的时候需要自定义一些比较规则用于数组排序 Arrays.sort(T[] a, Comparator<? super T> c)

则可以定义一个类实现 Comparator 接口，实现 compara 方法

对象克隆

Object 实现 clone 方法，只是一个个域进行拷贝。如果对象中所有的域都是基本类型，拷贝没有问题。但如果对象包含子对象的引用，拷贝域则会得到相同对象的另一个引用。这样一来，克隆与原对象仍然会共享一些信息。 如果共享的子对象是不可改变的，这种共享是安全的。或者在对象生命周期中，子对象所包含的都是不变的常量。

但是通常情况下，子对象都是可变的，必须重新定义 clone 方法来建立一个深拷贝，同时克隆所有子对象。如果需要使用 clone 方法，必须实现 Cloneable 接口，重新定义 clone 方法，并指定访问权限为 public。

即使 clone 的默认实现能够满足要求，还是需要实现 Cloneable 接口，将 clone 重新定义为 public ，再调用 super.clone()。

6.3 Lambda 表达式

将一个代码块传递到某个对象，代码块将在未来某个时候调用。Java 中传递一段代码并不容易，不能直接传递代码段，必须构造一个对象，这个对象的类需要有一个方法能包含所需的代码。

lambda 表达式语法

lambda 表达式就是一个代码块，以及必须传入代码的变量规范。

参数，箭头(->)以及一个表达式。如果代码要完成的计算无法放到一个表达式中，可以像写方法一样，把代码放到{}中并包含显式的 return 语句。

即使没有参数仍然要提供空括号，如果能推导出一个 lambda 表达式的参数类型，则可以忽略其类型。如果方法只有一个参数，且参数类型可以推导出来，小括号也可以省略。无需指定 lambda 表达式的返回类型，lambda 表达式的返回类型总是会由上下文推导得出。

函数式接口

对于只有一个抽象方法的接口，需要这种接口的对象时，就可以提供一个 lambda 表达式。这种接口称为函数式接口(functional interface)

通常遇到方法需要一个标记接口为参数时，会创建一个类去实现接口，再用接口类型的变量引用类的对象作为参数。更直接一点的办法是，使用一个匿名类实现接口，并实现方法。而使用 lambda表达式则直接传入方法，对应的就是函数式接口的那个方法的实现。

方法引用

例如下面代码的 lambda 表达式是等价的，System.out::println 是方法引用。

        Timer t = new Timer(1000,event -> System.out.println(event));
        Timer t1 = new Timer(1000,System.out::println);

要用 :: 操作符分隔方法名与对象或类名。主要有 3 种情况：

• object::instanceMethod
• Class::staticMethod
• Class::instanceMethod
  
  前两种情况中，方法引用等价于提供参数的 lambda 表达式。例如

System.out::println //等价于 x -> System.outprintln(x)
Math::pow //等价于(x,y) ->Math.pow(x,y)

第三种情况，第 1 个参数会成为方法的目标。例如

String::compareToIngoreCase //等价于(x,y) ->x.compareToIgnoreCase(y)

可以在方法引用中使用 this 例如

this::equal //等价于 x ->this.equal(x)。

使用 super 也是合法的。

构造器引用

与方法引用类似，不过方法名为new

int[]::new //等价于 x-> new int[x]

变量作用域

lambda 表达式可以捕获外围作用域中变量的值。在 Java 中，要确保所捕获的值是明确定义的，有一个限制，即 lambda 表达式中只能引用不会改变的变量。lambda 表达式中捕获的变量必须实际上是最终变量，即变量初始化后不会再为它赋值。

处理 lambda 表达式

使用 lambda表达式的重点是延迟执行。方法在被当做函数时接口调用时才会执行。可能有下列原因需要延迟执行

• 在一个单独的线程中运行代码
• 多次运行代码
• 在算法的适当位置运行代码
• 发生某种情况时执行代码
• 只在必要时才运行代码
  
  下表是常用的函数式接口

函数式接口	参数类型	返回类型	抽象方法名	描述	其他方法
Runnable	无	void	run	作为无参数或返回值的动作运行
Supplier<T>	无	T	get	提供一个 T 类型的值
Consumer<T>	T	void	accept	提供一个 T 类型的值	andThen
BiConsumer<T,U>	T,U	void	accept	处理 T 和 U 类型的值	andThen
Function<T,R>	T	R	apply	有一个 T 类型参数的函数	compose, andThen, identity
BiFunction<T,U,R>	T,U	R	apply	有 T 和 U 类型参数的函数	andThen
UnaryOperation<T>	T	T	apply	类型 T 上的一元操作符	compose, andThen, identity
BinaryOperatior<T>	T,T	T	apply	类型 T 上的二元操作符	andThen, maxBy, minBy
Predicate<T>	T	boolean	test	布尔值函数	and, or, negate, isEqual
BiPredicate<T>	T,U	boolean	test	有两个参数的布尔值函数	and, or, negate