Java 8 新特性:3-函数（Function）接口

(原)

以前，在创建泛型时，是这么写的：

List<String> list =  new  ArrayList<String>();

现在，可以这么写了：

List<String> list = new ArrayList<>();

在java8中，这种写法被叫作diamond语法，有些书里叫他钻石语法，有些则称之为菱形语法，说的就是这种语法。

看下面的例子：

package com.demo.jdk8;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.BiFunction;
import java.util.function.Function;

public class Test3 {
	public static void main(String[] args) {

		System.out.println("part1------------------");
		List<String> list = Arrays.asList("a","b","hello");

		list.stream().map(i -> i.toUpperCase()).forEach(i -> System.out.println(i));

		System.out.println("part2--------------------");

		list.stream().map(String::toUpperCase).forEach(i -> System.out.println(i));

		System.out.println("part3--------------------");

		Function<String , String> fun = String::toUpperCase;
		System.out.println(fun.apply("hello"));

		System.out.println("part4-------------------");
		System.out.println(calc1(3, v -> v+1));

		System.out.println("part5------------------");
		System.out.println(calc2(2, v -> v + 1, v -> v * 2));

		System.out.println("part6------------------");
		System.out.println(calc3(2, v -> v + 1, v -> v * 2));

		System.out.println("part7------------------");
		System.out.println(calc4(1,3,(v1,v2) -> v1 + v2));

		System.out.println("part8------------------");
		System.out.println(calc5(1,3,(v1,v2) -> v1 + v2 ,v -> v + 3) );
	}

	public static Integer calc1(Integer a ,Function<Integer, Integer> fun){
		return fun.apply(a);
	}

	public static Integer calc2(int a ,Function<Integer, Integer> fun1,Function<Integer, Integer> fun2){
		return  fun1.compose(fun2).apply(a);
	}

	public static Integer calc3(int a ,Function<Integer, Integer> fun1,Function<Integer, Integer> fun2){
		return  fun1.andThen(fun2).apply(a);
	}

	public static Integer calc4(int a ,int b ,BiFunction<Integer, Integer, Integer> biFun){
		return biFun.apply(a, b);
	}

	public static Integer calc5(int a ,int b ,BiFunction<Integer, Integer, Integer> biFun,Function<Integer, Integer> fun){
		return biFun.andThen(fun).apply(a, b);
	}
}

Java8里面，part1、part2中List上层Collection接口中，加入了一个stream方法

/**
     * Returns a sequential {@code Stream} with this collection as its source.
     *
     * <p>This method should be overridden when the {@link #spliterator()}
     * method cannot return a spliterator that is {@code IMMUTABLE},
     * {@code CONCURRENT}, or <em>late-binding</em>. (See {@link #spliterator()}
     * for details.)
     *当分隔迭代器不能够返回一个不可变的，并发的或者延迟绑定值时，这个方法应该被重写。
     * @implSpec
     * The default implementation creates a sequential {@code Stream} from the
     * collection's {@code Spliterator}.
     *这个默认的实现会从Spliterator中创建一个串行流
     * @return a sequential {@code Stream} over the elements in this collection
     * @since 1.8
     */
    default Stream<E> stream() {
        return StreamSupport.stream(spliterator(), false);
    }

    /**
     * Returns a possibly parallel {@code Stream} with this collection as its
     * source.  It is allowable for this method to return a sequential stream.
     *
     * <p>This method should be overridden when the {@link #spliterator()}
     * method cannot return a spliterator that is {@code IMMUTABLE},
     * {@code CONCURRENT}, or <em>late-binding</em>. (See {@link #spliterator()}
     * for details.)
     *
     * @implSpec
     * The default implementation creates a parallel {@code Stream} from the
     * collection's {@code Spliterator}.
     *
     * @return a possibly parallel {@code Stream} over the elements in this
     * collection
     * @since 1.8
     */
    default Stream<E> parallelStream() {
        return StreamSupport.stream(spliterator(), true);
}

stream方法会返回一个串行流，parallelStream方法会返回一个并行流，在这个例子中，你可以将它看作返回了一个Stream，这个Stream是java8新加的接口，其中有一个map方法。

/**
     * Returns a stream consisting of the results of applying the given
     * function to the elements of this stream.
     *返回一个流，其中包含将给定函数应用到该流的元素的结果。
     * <p>This is an <a href="package-summary.html#StreamOps">intermediate
     * operation</a>.
     *这是一个中间操作
     * @param <R> The element type of the new stream
         * 返回一个新的流
     * @param mapper a <a href="package-summary.html#NonInterference">non-interfering</a>,
     *               <a href="package-summary.html#Statelessness">stateless</a>
     *               function to apply to each element
     * @return the new stream
     */
    <R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);

这里的map接收一个参数，是一个Function接口

@FunctionalInterface
public interface Function<T, R>
这是一个函数式接口，其中有一个抽象方法。
/**
     * Applies this function to the given argument.
     * 将这个参数运用到给定的参数上
     * @param t the function argument
     * @return the function result
     */
    R apply(T t);

　　这个方法的含义是接收一个流的参数，返回一个新的流。

在刚才的这个例子中list.stream().map(i -> i.toUpperCase()).forEach(i -> System.out.println(i));

list.stream()先将list转换成了stream,map是对Function接口的lambda实现，接收了每次迭代的一个参数，然后将该参数转换成大写再返回。

i -> i.toUpperCase()这里的i指的就是R apply(T t);这里的T，而i.toUpperCase()则是它的返回结果R，那String::toUpperCase这又是什么？在java8中，这叫方法的引用，因为toUpperCase并不是static方法，那么这个字符串必需是对象，那么这个对象是什么呢？其实这里的String就是传入的第一个参数T。这里总结一下，这个::后面的方法，一定是lambda表达式中第一个参数的方法。因为i -> i.toUpperCase()和String::toUpperCase是等价，这第二种写法里，你也可以认为有一个string对象调用了toUpperCase,这个对象是谁呢？就是第一种写法里面的i。（这里确实不太好理解）

在Function中，还有一个静态方法：

static <T> Function<T, T> identity() {
        return t -> t;
}

这是在java8中引入的新的写法。接口中可以有方法的实现，可以是default的，也可以是static的。

例子中的part3部分，用方法引用的方式创建了一个Function的实例。

part4在calc方法中传递了二个参数，其中第二个参数实际上是传递了一个方法体，它其它可被称作为高阶函数，简单点讲就是可以把方法体当参数传入传出，这种方式在js中很常见。

另外，Function还有二个default函数。

/**
     * Returns a composed function that first applies the {@code before}
     * function to its input, and then applies this function to the result.
     * If evaluation of either function throws an exception, it is relayed to
     * the caller of the composed function.
     *首先应用before这个函数返回一个组合函数的结果，然后再返回这个函数的结果。
 *如果这个函数抛出异常，那么它会将这个异常交给调用这个函数的人处理。
     * @param <V> the type of input to the {@code before} function, and to the
     *           composed function
     * @param before the function to apply before this function is applied
     * @return a composed function that first applies the {@code before}
     * function and then applies this function
     * @throws NullPointerException if before is null
     *
     * @see #andThen(Function)
     */
    default <V> Function<V, R> compose(Function<? super V, ? extends T> before) {
        Objects.requireNonNull(before);
        return (V v) -> apply(before.apply(v));
}

/**
     * Returns a composed function that first applies this function to
     * its input, and then applies the {@code after} function to the result.
     * If evaluation of either function throws an exception, it is relayed to
     * the caller of the composed function.
     *首先运用这个函数的输入返回一个组合函数，然后运用这个after的参数返回结果
     * @param <V> the type of output of the {@code after} function, and of the
     *           composed function
     * @param after the function to apply after this function is applied
     * @return a composed function that first applies this function and then
     * applies the {@code after} function
     * @throws NullPointerException if after is null
     *
     * @see #compose(Function)
     */
    default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t) -> after.apply(apply(t));
}

　

这个二函数的文档描述的有些绕，不是很好解理，但是看了它的源码实现以后再去看文档，这个描述确实挺恰当的。

要解理这二个默认方法的意思，首先还是得搞清楚R apply(T t);输入一个参数，返回一个结果。

compose(Function<? super V, ? extends T> before) 这个方法里面，首先调用了before的apply方法，接收一个参数，返回一个结果，然后将返回的结果交给这个对象去执行apply方法，这个对象执行apply方法的参数就是这个before返回的结果，执行完后再返回一个结果。

andThen(Function<? super R, ? extends V> after) 这个方法恰好跟compose相反，首先执行这个对象的apply方法，然后把这个对象的结果交给after当作after的输入参数，它的返回值才是整个对象的结果。

结合上面demo的part5和part6部分，可以就能知道上面的结果是多少了。

Function是接收一个参数，返回一个结果，那有没有接收有二个参数，返回一个结果的呢？（JAVA只能返回一个结果！），当然有这个函数式接口叫BiFunction。

@FunctionalInterface
public interface BiFunction<T, U, R> {

    /**
     * Applies this function to the given arguments.
     *
     * @param t the first function argument
     * @param u the second function argument
     * @return the function result
     */
    R apply(T t, U u);

    /**
     * Returns a composed function that first applies this function to
     * its input, and then applies the {@code after} function to the result.
     * If evaluation of either function throws an exception, it is relayed to
     * the caller of the composed function.
     *
     * @param <V> the type of output of the {@code after} function, and of the
     *           composed function
     * @param after the function to apply after this function is applied
     * @return a composed function that first applies this function and then
     * applies the {@code after} function
     * @throws NullPointerException if after is null
     */
    default <V> BiFunction<T, U, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t, U u) -> after.apply(apply(t, u));
    }
}

文档就不解释了，如果Function你懂了，那么BiFunction你应该也能明白，只是这个函数只有andThen方法，没有composed方法，这是为什么呢？

因为刚才说了，所有的函数都可以接收多个参数，但是返回结果只有一个，拿andThen来说，首先会运算BiFunction这个对象的apply方法，只是这个方法只会产生一个结果，那么这个结果只能拿来给它的参数Function<? super R, ? extends V> after当参数用了，这就是为什么BiFunction的andThen方法参数为Function 而不是BiFunction了。

没有composed也是有原因的，因为composed需要先执行参数的方法，再执行BiFunction里的apply方法，但是由于这个结果只有一个值 ，是无法满足BiFunction里apply需要二个参数的条件，所以这里就并没有像Function一样，有一个composed方法。

例子请看这里：https://github.com/LeeScofield/java8