Java中的函数式编程详解：函数式接口、Lambda表达式、Stream API

翻滚的胖子
2023-05-27 13:29:47
后端技术
Java Python

函数式编程是一种编程范式，它将计算机运算视为数学中的函数运算，强调函数的输入输出关系，而不是函数的内部状态和变化。在Java中，函数式编程主要包括函数式接口、Lambda表达式、Stream API等，本文将详细介绍这些内容。

函数式接口

函数式接口是Java 8引入的一个新特性，它是指仅包含一个抽象方法的接口。函数式接口可以通过Lambda表达式来创建一个实现类对象，从而实现函数式编程。

Java中内置了一些函数式接口，例如Function、Predicate、Supplier、Consumer等，这些接口都定义了不同的函数类型，可以直接被调用。

Function接口

Function接口是Java中最常用的函数式接口之一，它定义了一个具有单一输入参数和单一输出结果的抽象方法apply，可以用于转换数据类型、组合函数等。

例如，我们可以使用Function接口中的apply方法将一个字符串转换为整数：

Function<String, Integer> toInt = Integer::valueOf;
int result = toInt.apply("123");
System.out.println(result); // 输出：123

Predicate接口

Predicate接口是一个具有单一输入参数并返回一个布尔值的函数式接口，它通常用于过滤数据。例如，我们可以使用Predicate接口中的test方法过滤出大于10的整数：

Predicate<Integer> greaterThanTen = (i) -> i > 10;
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 5, 10, 15, 20);
List<Integer> result = numbers.stream().filter(greaterThanTen).collect(Collectors.toList());
System.out.println(result); // 输出：[15, 20]

Lambda表达式

Lambda表达式是Java 8中引入的一个新特性，它可以用来替代匿名内部类，简化代码实现。Lambda表达式可以接受任意数量的参数，并且返回一个值或者void。

例如，我们可以使用Lambda表达式实现一个排序算法：

List<String> names = Arrays.asList("peter", "anna", "mike", "xenia");
Collections.sort(names, (a, b) -> a.compareTo(b));
System.out.println(names); // 输出：[anna, mike, peter, xenia]

Stream API

Stream API是Java 8中引入的一个新特性，它可以用于操作集合和数组。Stream API提供了一种流式处理数据的方式，可以使用Lambda表达式来对数据进行过滤、排序、统计等操作。

例如，我们可以使用Stream API来统计一组数字的平均值：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 5, 10, 15, 20);
OptionalDouble average = numbers.stream().mapToInt(i -> i).average();
System.out.println(average.getAsDouble()); // 输出：10.2