Java中的函数接口JavaFunction

一、JavaFunction简介

Java 8引入了新的函数接口（functional interface）的概念，JavaFunction就是其中之一。JavaFunction是一个只有一个抽象方法的接口，通常用于Lambda表达式或方法引用。JavaFunction提供了一种方便、简洁的方式来表示一个可执行的代码块。JavaFunction的定义如下：

public interface JavaFunction {
    R apply(T t);
}

其中，T是输入的参数类型，R是返回值的类型，apply()方法就是JavaFunction要实现的抽象方法，它接收一个参数类型为T的输入，返回一个类型为R的结果。

二、JavaFunction的应用

1. 使用JavaFunction替代匿名内部类

在Java 8之前，使用匿名内部类来实现一个接口的抽象方法是很常见的做法。由于匿名内部类需要写很多代码，因此，它很容易导致代码的复杂性增加。Java 8提供了JavaFunction接口，可以使用Lambda表达式代替匿名内部类，从而大大简化代码。

下面是一个使用匿名内部类实现Runnable接口的例子：

new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Hello World");
    }
}

使用JavaFunction可以将其简化为：

() -> System.out.println("Hello World")

2. JavaFunction与Stream API配合使用

JavaFunction可以与Stream API非常方便地配合使用。Stream API提供了许多对集合进行处理的方法，比如filter()、map()、reduce()等。这些方法通常需要传递一个JavaFunction作为参数，因为它们作用于集合的元素上。

下面是一个使用Stream API对集合进行处理的例子：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
List<Integer> filteredNumbers = numbers.stream()
    .filter(number -> number % 2 == 0)
    .collect(Collectors.toList());

在这个例子中，我们先创建了一个包含1~5的List，然后使用Stream API链式调用filter()方法，筛选出其中所有偶数，最后使用collect()方法将结果收集到一个新的List中。注意，filter()方法要求我们传递一个JavaFunction，这个函数用于判断集合元素是否符合要求。

三、JavaFunction的实现

除了使用Lambda表达式来创建JavaFunction，我们还可以使用方法引用（method reference）来创建它。方法引用是一种更简洁、更易读的方式来表示一个方法。Java 8支持以下4种方法引用：

– 对象::实例方法；
– 类::静态方法；
– 类::实例方法；
– 类的构造函数。

下面是几个JavaFunction的实现示例：

1. 对象::实例方法

下面是一个使用对象::实例方法创建JavaFunction的例子：

String str = "Hello World";
JavaFunction<String, Integer> function = str::length;
int length = function.apply(str);
System.out.println(length);

这个例子中，我们先创建了一个包含字符串”Hello World”的变量str，然后使用str::length方法引用创建了一个JavaFunction，最后调用该JavaFunction的apply()方法获取字符串的长度。

2. 类::静态方法

下面是一个使用类::静态方法创建JavaFunction的例子：

JavaFunction<Double, Double> function = Math::sin;
double result = function.apply(Math.PI / 2);
System.out.println(result);

这个例子中，我们使用Math类的静态方法sin()创建了一个JavaFunction，最后调用该JavaFunction的apply()方法获取输入值的正弦值。

3. 类::实例方法

下面是一个使用类::实例方法创建JavaFunction的例子：

List<String> strings = Arrays.asList("Java", "Python", "Ruby");
JavaFunction<String, Boolean> function = String::isEmpty;
List<Boolean> result = strings.stream().map(function).collect(Collectors.toList());
System.out.println(result);

这个例子中，我们使用String类的实例方法isEmpty()创建了一个JavaFunction，将其作为Stream API中map()方法的参数，对集合中每个字符串进行判断，并将判断结果组成一个新的集合。

4. 类的构造函数

下面是一个使用类的构造函数创建JavaFunction的例子：

JavaFunction<String[], List<String>> function = ArrayList<String>::new;
List<String> list = function.apply(new String[]{"Java", "Python", "Ruby"});
System.out.println(list);

这个例子中，我们通过ArrayList类的构造函数创建了一个JavaFunction，该函数可以将一个数组转换成一个List集合。

四、总结

JavaFunction是Java 8引入的一个重要特性，它为我们提供了一种方便、简洁的方式来表示一个可执行的代码块。JavaFunction与Lambda表达式和方法引用配合使用，可以大大简化代码，提高代码的可读性和可维护性。