Function源码解析与实践

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。

@FunctionalInterface interface TestFunctionService { void addHttp(String url);
} 复制代码

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); 复制代码

2.1 FunctionalInterface

2.1.1 源码

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

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

@FunctionalInterface public interface Function {
    R apply(T t); default  Function compose(Functionsuper V, ? extends T> before) { Objects.requireNonNull(before); return (V v) -> apply(before.apply(v));
    } default  Function andThen(Functionsuper R, ? extends V> after) { Objects.requireNonNull(after); return (T t) -> after.apply(apply(t));
    } static  Function identity() { return t -> t;
    }
} 复制代码

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!"));
 } 复制代码

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);
} 复制代码

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);
} 复制代码

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

@FunctionalInterface public interface Supplier<T> { /**
     * Gets a result.
     *
     * @return a result
     */ T get();
} 复制代码

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 sup = SupplierTest::new;
        System.out.println("调用一次");
        sup.get();
        System.out.println("调用二次");
        sup.get();
} 复制代码

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

@FunctionalInterface public interface Consumer {
    void accept(T t);
    default Consumer andThen(Consumer after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t) -> { accept(t); after.accept(t); };
    }
} 复制代码

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");
} 复制代码

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

@FunctionalInterface public interface Runnable { public abstract void run();
} 复制代码

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();
    } 复制代码

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：

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

执行结果：

使用Function接口后的代码：

@FunctionalInterface public 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！");
} 复制代码

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");
    }
} 复制代码

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);
        }
    });
} @FunctionalInterface public interface testFunctionInfe { /**
     * 不同分处理不同的事情
     * @param trueConsumer
     * @param falseConsumer
     */ void showExceptionMessage(Consumer trueConsumer,Consumer falseConsumer);
} 复制代码

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");
    }
} 复制代码

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();
        }
    });
} 复制代码

执行结果:

5 总结

Function函数式接口是java 8新加入的特性，可以和lambda表达式完美结合，是非常重要的特性,可以极大的简化代码。

作者：京东云开发者
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来源：稀土掘金
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