Function原始碼解析與實踐

阿新 • • 發佈：2022-11-29

作者：陳昌浩

1 導讀

if…else…在程式碼中經常使用，聽說可以通過Java 8的Function介面來消滅if…else…！Function介面是什麼？如果通過Function介面介面消滅if…else…呢？讓我們一起來探索一下吧。

2 Function介面

Function介面就是一個有且僅有一個抽象方法，但是可以有多個非抽象方法的介面,Function介面可以被隱式轉換為 lambda 表示式。可以通過FunctionalInterface註解來校驗Function介面的正確性。Java 8允許在介面中加入具體方法。介面中的具體方法有兩種，default方法和static方法。

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

那麼就可以使用Lambda表示式來表示該介面的一個實現。

TestFunctionService testFunctionService = url -> System.out.println("http:" + url);

2.1 FunctionalInterface

2.1.1 原始碼

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

2.1.2 說明

上圖是FunctionalInterface的註解說明。通過上面的註解說明，可以知道FunctionalInterface是一個註解，用來說明一個介面是函式式介面。函式式介面只有一個抽象方法。可以有預設方法，因為預設方法有一個實現，所以不是抽象的。函式介面的例項可以用lambda表示式、方法引用或建構函式引用建立。

FunctionalInterface會校驗介面是否滿足函式式介面：

型別必須是介面型別，不能是註釋型別、列舉或類。
只能有一個抽象方法。
可以有多個預設方法和靜態方法。
可以顯示覆蓋java.lang.Object中的抽象方法。

編譯器會將滿足函式式介面定義的任何介面視為函式式介面，而不管該介面宣告中是否使用FunctionalInterface註解。

3 Function介面主要分類

Function介面主要分類:

Function：Function函式的表現形式為接收一個引數，並返回一個值。
Supplier：Supplier的表現形式為不接受引數、只返回資料。
Consumer：Consumer接收一個引數，沒有返回值。

Runnable：Runnable的表現形式為即沒有引數也沒有返回值。

3.1 Function

Function函式的表現形式為接收一個引數，並返回一個值。

3.1.1 原始碼

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

3.1.2 方法說明

apply：抽象方法。將此函式應用於給定的引數。引數t通過具體的實現返回R。
compose：default方法。返回一個複合函式，首先執行fefore函式應用於輸入，然後將該函式應用於結果。如果任意一個函式的求值引發異常，則將其傳遞給組合函式的呼叫者。
andThen：default方法。返回一個複合函式，該複合函式首先對其應用此函式它的輸入，然後對結果應用after函式。如果任意一個函式的求值引發異常，則將其傳遞給組合函式的呼叫者。
identity：static方法。返回一個始終返回其輸入引數的函式。

3.1.3 方法舉例

1）apply

測試程式碼：

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!"));
 }

通過apply呼叫具體的實現。執行結果：

2）compose

測試程式碼：

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);
}

執行結果

如結果所示：compose 先執行function2 後執行function1。

3）andThen

測試程式碼：

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);
}

執行結果：

如結果所示：

andThen先執行function1 後執行function2。

identity

測試程式碼：

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);
}

執行結果:

3.2 Supplier

Supplier的表現形式為不接受引數、只返回資料。

3.2.1 原始碼

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

3.2.2 方法說明

get：抽象方法。通過實現返回T。

3.2.3 方法舉例

public class SupplierTest {
    SupplierTest(){
        System.out.println(Math.random());
        System.out.println(this.toString());
    }
}
    public static void main(String[] args) {
        Supplier<SupplierTest> sup = SupplierTest::new;
        System.out.println("呼叫一次");
        sup.get();
        System.out.println("呼叫二次");
        sup.get();
}

執行結果:

如結果所示：Supplier建立時並沒有建立新類，每次呼叫get返回的值不是同一個。

3.3 Consumer

Consumer接收一個引數，沒有返回值。

3.3.1 原始碼

@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
    void accept(T t);
    default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t) -> { accept(t); after.accept(t); };
    }
}

3.3.2 方法說明

accept：對給定引數T執行一些操作。
andThen：按順序執行Consumer -> after ,如果執行操作引發異常，該異常被傳遞給呼叫者。

3.3.3 方法舉例

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");
}

執行結果：

如結果所示：對同一個引數T，通過andThen 方法，先執行consumer，再執行fater。

3.4 Runnable

Runnable：Runnable的表現形式為即沒有引數也沒有返回值。

3.4.1 原始碼

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

3.4.2 方法說明

run：抽象方法。run方法實現具體的內容，需要將Runnale放入到Thread中，通過Thread類中的start()方法啟動執行緒，執行run中的內容。

3.4.3 方法舉例

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();
    }

執行結果：

如結果所示：當執行緒實行start方法時，執行Runnable 的run方法中的內容。

4 Function介面用法

Function的主要用途是可以通過lambda 表示式實現方法的內容。

4.1 差異處理

原始碼：

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

執行結果：

使用Function介面後的程式碼：

@FunctionalInterface
public interface testFunctionInfe {
    /**
     * 輸入異常資訊
     * @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！");
}

執行結果：

使用function介面前後都丟擲了指定的異常資訊。

4.2 處理if…else…

原始碼:

public static void main(String[] args) {
    User user =new User();
    if(user==null){
        System.out.println("新增使用者");
    }else {
        System.out.println("更新使用者");
    }
}

使用Function介面後的程式碼：

public static void main(String[] args) {
    User user =new User();
    Consumer trueConsumer = o -> {
        System.out.println("新增使用者");
    };
    Consumer falseConsumer= o -> {
        System.out.println("更新使用者");
    };
    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 {
    /**
     * 不同分處理不同的事情
     * @param trueConsumer
     * @param falseConsumer
     */
    void showExceptionMessage(Consumer trueConsumer,Consumer falseConsumer);
}

執行結果：

4.3 處理多個if

原始碼：

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("沒有對應的指令");
    }
}

使用Function介面後的程式碼：

public static void main(String[] args) {
    String flag="B";
    Map<String, Runnable> map =initFunctionMap();
    trueOrFalseMethdo(map.get(flag)==null).showExceptionMessage(()->{
        System.out.println("沒有相應指令");
    },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();
        }
    });
}

執行結果:

5 總結

Function函式式介面是java 8新加入的特性，可以和lambda表示式完美結合，是非常重要的特性,可以極大的簡化程式碼。

Function原始碼解析與實踐

作者：陳昌浩

1 導讀

2 Function介面

2.1 FunctionalInterface

2.1.1 原始碼

2.1.2 說明

3 Function介面主要分類

3.1 Function

3.1.1 原始碼

3.1.2 方法說明

3.1.3 方法舉例

3.2 Supplier

3.2.1 原始碼

3.2.2 方法說明

3.2.3 方法舉例

3.3 Consumer

3.3.1 原始碼

3.3.2 方法說明

3.3.3 方法舉例

3.4 Runnable

3.4.1 原始碼

3.4.2 方法說明

3.4.3 方法舉例

4 Function介面用法

4.1 差異處理

4.2 處理if…else…

4.3 處理多個if

5 總結

相關推薦