Java 之 方法引用
方法引用
一、冗余的Lambda场景
来看一个简单的函数式接口以应用Lambda表达式:
@FunctionalInterface
public interface Printable {
void print(String str);
}
在 Printable 接口当中唯一的抽象方法 print 接收一个字符串参数,目的就是为了打印显示它。那么通过Lambda来使用它的代码很简单:
public class Demo01PrintSimple {
private static void printString(Printable data) {
data.print("Hello, World!");
}
public static void main(String[] args) {
printString(s ‐> System.out.println(s));
}
}
其中 printString 方法只管调用 Printable 接口的 print 方法,而并不管 print 方法的具体实现逻辑会将字符串打印到什么地方去。
而 main 方法通过Lambda表达式指定了函数式接口 Printable 的具体操作方案为:拿到String(类型可推导,所以可省略)数据后,在控制台中输出它。
二、问题分析
这段代码的问题在于,对字符串进行控制台打印输出的操作方案,明明已经有了现成的实现,那就是 System.out对象中的 println(String) 方法。
既然Lambda希望做的事情就是调用 println(String) 方法,那何必自己手动调用呢?
三、用方法引用改进代码
能否省去Lambda的语法格式(尽管它已经相当简洁)呢?只要“引用”过去就好了:
public class DemoPrintRef {
private static void printString(Printable data) {
data.print("Hello, World!");
}
public static void main(String[] args) {
printString(System.out::println);
}
}
请注意其中的双冒号 :: 写法,这被称为“方法引用”,而双冒号是一种新的语法。
四、方法引用符
双冒号 :: 为引用运算符,而它所在的表达式被称为方法引用。如果Lambda要表达的函数方案已经存在于某个方法的实现中,那么则可以通过双冒号来引用该方法作为Lambda的替代者。
1、语义分析
例如上例中, System.out 对象中有一个重载的 println(String) 方法恰好就是我们所需要的。那么对于printString 方法的函数式接口参数,对比下面两种写法,完全等效:
- Lambda表达式写法: s -> System.out.println(s);
- 方法引用写法: System.out::println
第一种语义是指:拿到参数之后经Lambda之手,继而传递给 System.out.println 方法去处理。
第二种等效写法的语义是指:直接让 System.out 中的 println 方法来取代Lambda。两种写法的执行效果完全样,而第二种方法引用的写法复用了已有方案,更加简洁
注意:Lambda 中 传递的参数 一定是方法引用中 的那个方法可以接收的类型,否则会抛出异常
2、推导与省略
如果使用Lambda,那么根据“可推导就是可省略”的原则,无需指定参数类型,也无需指定的重载形式——它们都将被自动推导。而如果使用方法引用,也是同样可以根据上下文进行推导。
函数式接口是Lambda的基础,而方法引用是Lambda的孪生兄弟。
下面这段代码将会调用 println 方法的不同重载形式,将函数式接口改为int类型的参数:
@FunctionalInterface
public interface PrintableInteger {
void print(int str);
}
由于上下文变了之后可以自动推导出唯一对应的匹配重载,所以方法引用没有任何变化:
public class DemoPrintOverload {
private static void printInteger(PrintableInteger data) {
data.print(1024);
}
public static void main(String[] args) {
printInteger(System.out::println);
}
}
这次方法引用将会自动匹配到 println(int) 的重载形式
五、通过对象名引用成员方法
这是最常见的一种用法,与上例相同。如果一个类中已经存在了一个成员方法:
public class MethodRefObject {
public void printUpperCase(String str) {
System.out.println(str.toUpperCase());
}
}
函数式接口仍然定义为:
@FunctionalInterface
public interface Printable {
void print(String str);
}
那么当需要使用这个 printUpperCase 成员方法来替代 Printable 接口的Lambda的时候,已经具有了MethodRefObject 类的对象实例,则可以通过对象名引用成员方法,代码为:
public class DemoMethodRef {
private static void printString(Printable lambda) {
lambda.print("Hello");
}
public static void main(String[] args) {
MethodRefObject obj = new MethodRefObject();
printString(obj::printUpperCase);
}
}
六、通过类名称引用静态方法
由于在 java.lang.Math 类中已经存在了静态方法 abs ,所以当我们需要通过Lambda来调用该方法时,有两种写法。首先是函数式接口:
@FunctionalInterface
public interface Calcable {
int calc(int num);
}
第一种写法是使用Lambda表达式:
public class DemoLambda {
private static void method(int num, Calcable lambda) {
System.out.println(lambda.calc(num));
}
public static void main(String[] args) {
method(‐10, n ‐> Math.abs(n));
}
}
但是使用方法引用的更好写法是:
public class Demo06MethodRef {
private static void method(int num, Calcable lambda) {
System.out.println(lambda.calc(num));
}
public static void main(String[] args) {
method(‐10, Math::abs);
}
}
在这个例子中,下面两种写法是等效的:
- Lambda表达式: n -> Math.abs(n)
- 方法引用: Math::abs
七、通过super引用成员方法
如果存在继承关系,当Lambda中需要出现super调用时,也可以使用方法引用进行替代。首先是函数式接口:
@FunctionalInterface
public interface Greetable {
void greet();
}
然后是父类 Human 的内容:
public class Human {
public void sayHello() {
System.out.println("Hello!");
}
}
最后是子类 Man 的内容,其中使用了Lambda的写法:
public class Man extends Human {
@Override
public void sayHello() {
System.out.println("大家好,我是Man!");
}
//定义方法method,参数传递Greetable接口
public void method(Greetable g){
g.greet();
}
public void show(){
//调用method方法,使用Lambda表达式
method(()‐>{
//创建Human对象,调用sayHello方法
new Human().sayHello();
});
//简化Lambda
method(()‐>new Human().sayHello());
//使用super关键字代替父类对象
method(()‐>super.sayHello());
}
}
但是如果使用方法引用来调用父类中的 sayHello 方法会更好,例如另一个子类 Woman :
public class Man extends Human {
@Override
public void sayHello() {
System.out.println("大家好,我是Man!");
}
//定义方法method,参数传递Greetable接口
public void method(Greetable g){
g.greet();
}
public void show(){
method(super::sayHello);
}
}
在这个例子中,下面两种写法是等效的:
- Lambda表达式: () -> super.sayHello()
- 方法引用: super::sayHello
八、通过this引用成员方法
this代表当前对象,如果需要引用的方法就是当前类中的成员方法,那么可以使用“this::成员方法”的格式来使用方法引用。首先是简单的函数式接口:
@FunctionalInterface
public interface Richable {
void buy();
}
下面是一个丈夫 Husband 类:
public class Husband {
private void marry(Richable lambda) {
lambda.buy();
}
public void beHappy() {
marry(() ‐> System.out.println("买套房子"));
}
}
开心方法 beHappy 调用了结婚方法 marry ,后者的参数为函数式接口 Richable ,所以需要一个Lambda表达式。
但是如果这个Lambda表达式的内容已经在本类当中存在了,则可以对 Husband 丈夫类进行修改:
public class Husband {
private void buyHouse() {
System.out.println("买套房子");
}
private void marry(Richable lambda) {
lambda.buy();
}
public void beHappy() {
marry(() ‐> this.buyHouse());
}
}
如果希望取消掉Lambda表达式,用方法引用进行替换,则更好的写法为:
public class Husband {
private void buyHouse() {
System.out.println("买套房子");
}
private void marry(Richable lambda) {
lambda.buy();
}
8 public void beHappy() {
marry(this::buyHouse);
}
}
在这个例子中,下面两种写法是等效的:
- Lambda表达式: () -> this.buyHouse()
- 方法引用: this::buyHouse
九、类的构造器引用
由于构造器的名称与类名完全一样,并不固定。所以构造器引用使用 类名称::new 的格式表示。首先是一个简单的 Person 类:
public class Person {
private String name;
public Person(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
然后是用来创建 Person 对象的函数式接口:
public interface PersonBuilder {
Person buildPerson(String name);
}
要使用这个函数式接口,可以通过Lambda表达式:
public class DemoLambda {
public static void printName(String name, PersonBuilder builder) {
System.out.println(builder.buildPerson(name).getName());
}
public static void main(String[] args) {
printName("赵丽颖", name ‐> new Person(name));
}
}
但是通过构造器引用,有更好的写法:
public class Demo10ConstructorRef {
public static void printName(String name, PersonBuilder builder) {
System.out.println(builder.buildPerson(name).getName());
}
public static void main(String[] args) {
printName("赵丽颖", Person::new);
}
}
在这个例子中,下面两种写法是等效的:
- Lambda表达式: name -> new Person(name)
- 方法引用: Person::new
十、数组的构造器引用
数组也是 Object 的子类对象,所以同样具有构造器,只是语法稍有不同。如果对应到Lambda的使用场景中时,需要一个函数式接口:
@FunctionalInterface
public interface ArrayBuilder {
int[] buildArray(int length);
}
在应用该接口的时候,可以通过Lambda表达式:
public class DemoArrayInitRef {
private static int[] initArray(int length, ArrayBuilder builder) {
return builder.buildArray(length);
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = initArray(10, length ‐> new int[length]);
}
}
但是更好的写法是使用数组的构造器引用 :
public class DemoArrayInitRef {
private static int[] initArray(int length, ArrayBuilder builder) {
return builder.buildArray(length);
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = initArray(10, int[]::new);
}
}
在这个例子中,下面两种写法是等效的:
- Lambda表达式: length -> new int[length]
- 方法引用: int[]::new
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