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文章目錄

• 一、函數式概念
• 二、函數與方法
• 三、JDK函數基礎
• • 1、Lambda表達式
  • 2、函數式接口
• 四、Optional類
• • 1、Null判斷
  • 2、Optional應用
• 五、Stream流
• 六、源代碼地址

一、函數式概念

函數式編程是一種結構化編程的范式，主要思想是把運算過程盡量寫成系列嵌套的函數調用。函數編程的概念表述帶有很抽象的感覺，可以基于案例看：

public class Function01 {public static void main(String[] args) {// 運算：（x+y）* cint x1 = 2 ;int y1 = 3 ;int c1 = 4 ;int sum1 = x1 + y1 ;int res1 = sum1 * c1 ;System.out.println("res1 = "+res1);} }

這里基于過程的方式做計算，上面的代碼塊著重在描述程序執行過程。

在看基于函數的方式解決方法：

public class Function02 {public static void main(String[] args) {// 函數式計算System.out.println("func01 = "+func01(2,3,4));}private static int func01 (int x,int y,int c){return (x+y)*c;} }

函數式編程的核心要素：傳入參數，執行邏輯，返回值，也可以沒有返回值。

函數式的編程風格側重描述程序的執行邏輯，不是執行過程。

同上面計算過程相比，函數式編程也減少很多臨時變量的創建，代碼風格也變的簡潔清楚。

二、函數與方法

在Java語言中有函數式編程風格，但是Java代碼中沒有函數的說法，而是稱為：方法；

public class Function03 {public static void main(String[] args) {Func03 func03 = new Func03();func03.add(2);System.out.println(func03.res1);} } class Func03 {public int res1 = 0 ;public void add (int a1){this.res1 = a1 +1 ;} }

類定義引用數據類型，類實例化后的對象可以調用類內部的方法和數據，這是最直觀的感覺。

但是方法又有靜態和非靜態的區別，靜態方法屬于類所有，類實例化前即可使用。

非靜態方法可以訪問類中的任何成員變量和方法，并且必須是類實例化后的對象才可以調用。

三、JDK函數基礎

1、Lambda表達式

Lambda表達式也可稱為閉包，是推動Java8發布的最重要新特性，允許把函數作為一個方法的參數（函數作為參數傳遞進方法中）。

這里就很鮮明的對比Lambda表達式語法和傳統用法。

public class Lambda01 {interface LambdaOpera {int operation(int a, int b);}public static void main(String[] args) {LambdaOpera lambdaOpera = new LambdaOpera(){@Overridepublic int operation(int a, int b) {return a * b ;}};System.out.println(lambdaOpera.operation(3,2));LambdaOpera lambdaOpera01 = (int a, int b) -> a + b;LambdaOpera lambdaOpera02 = (int a, int b) -> a - b;System.out.println(lambdaOpera01.operation(3,2));System.out.println(lambdaOpera02.operation(3,2));} }

在看一個直觀的應用案例，基于Lambda的方式創建線程，可以使代碼變的更加簡潔緊湊:

public class Lambda02 {public static void main(String[] args) {new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 2; i++) {System.out.println(i);}}}).start();// 對比 Lambda 方式new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 2; i++) {System.out.println(i);}}).start();} }

在看一下Runnable接口的結構：

FunctionalInterface標記在接口上，表示該接口是函數式接口，并且該接口只包含一個抽象方法，

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

Lambda表達式本身可以理解為就是一個接口的實現過程，這里runnable就是完整的Lambda表達式聲明：

public class Lambda04 {public static void main(String[] args) {Runnable runnable = () -> {System.out.println("run one...");};Thread thread = new Thread(runnable);thread.start();} }

Lambda表達式最直觀的作用就是使得代碼變得異常簡潔，并且可以作為參數傳遞。

2、函數式接口

Lambda表達式雖然有很多優點，但是使用的時候需要定義一些接口用來完成編碼，這樣又使得表達式又變得重量級，Java8自身已經提供幾個常見的函數式接口。

• Function：輸入一個參數，返回一個結果；
• Consumer：輸入一個參數，不返回結果；
• BiFunction：輸入兩個參數，返回一個結果；
• BiConsumer：輸入兩個參數，不返回任何結果；

public class Lambda05 {public static void main(String[] args) {Function<Integer, Integer> function01 = x -> x * 2;System.out.println(function01.apply(2));BiFunction<Integer, Integer, Integer> function02 = (x, y) -> x * y;System.out.println(function02.apply(2, 3));Consumer<String> consumer01 = msg -> System.out.println("msg:"+msg);consumer01.accept("hello");BiConsumer<String,Integer> consumer02 = (msg,i)-> System.out.println(msg+":"+i);consumer02.accept("world",3);} }

如果面對更復雜的業務需求，可以自定義函數式接口去解決。

四、Optional類

1、Null判斷

Optional類是Java函數式編程的應用，主要用來解決常見的空指針異常問題。

在Java編程的開發中，很多地方都能常見空指針異常的拋出，如果想避免這個問題就要加入很多判斷：

public class Optional01 {public static void main(String[] args) {User user = new User(1,"hello") ;if (user != null){if (user.getName() != null){System.out.println(user.getName());}}} }

為了確保程序不拋出空指針這種低級的錯誤，在程序中隨處可以null的判斷，代碼顯然冗余和繁雜。

2、Optional應用

基于Optional類創建的對象可能包含空值和null值，也同樣會拋出對應的異常：

public class Optional02 {public static void main(String[] args) {// NoSuchElementExceptionOptional<User> optionalUser = Optional.empty();optionalUser.get();// NullPointerExceptionOptional<User> nullOpt = Optional.of(null);nullOpt.get();} }

所以在不明確對象的具體情況下，使用ofNullable()方法:

public class Optional03 {public static void main(String[] args) {User user = new User(1,"say");Optional<User> optionalUser = Optional.ofNullable(user);if (optionalUser.isPresent()){System.out.println(optionalUser.get().getName());}User user1 = null ;User createUser = Optional.ofNullable(user1).orElse(createUser());System.out.println(createUser.getName());User user2 = null ;Optional.ofNullable(user2).orElseThrow( ()-> new RuntimeException());;}public static User createUser (){return new User(2,"hello") ;} }

這樣看下來Optional結合鏈式方法和Lambda表達式就很大程度上簡化了應用的代碼量：

public class Optional04 {public static void main(String[] args) {// 1、map轉換方法User user = new User(99, "Java");// user = null ;String name = Optional.ofNullable(user).map(u -> u.getName()).orElse("c++");System.out.println(name);// 2、過濾方法Optional<User> optUser01 = Optional.ofNullable(user).filter(u -> u.getName() != null && u.getName().contains("c++"));// NoSuchElementExceptionSystem.out.println(optUser01.get().getName());} }

Optional提供null處理的各種方法，可以簡潔很多代碼判斷，但是在使用風格上和之前變化很大。

五、Stream流

如果Optional簡化很多Null的判斷，那Stream流的API則簡化了很多集合的遍歷判斷，同樣也是基于函數式編程。

上述為Stream接口繼承關系如圖，同樣提供一些特定接口和較大的包裝接口，通過源碼查看，可以看到和函數編程也是密切相關。

public class Stream01 {public static void main(String[] args) {Stream<String> stream = Stream.of("hello", "java");stream.forEach(str -> System.out.print(str+";"));} }

Stream與函數接口結合使用，函數接口又可以使用Lambda表達式進行簡化代碼。在Java8通過Stream可以大量簡化集合使用的代碼復雜度。

public class Stream02 {public static void main(String[] args) {// 1、轉換StreamList<String> list = Arrays.asList("java+；", "c++；", "net；");list.stream();// 2、forEach操作list.stream().forEach(System.out::print);// 3、map映射，輸出 3，4IntStream.rangeClosed(2,3).map(x->x+1).forEach(System.out::println);// 4、filter過濾list.stream().filter(str -> str.contains("+")).forEach(System.out::print);// 5、distinct去重Integer[] arr = new Integer[]{3, 1, 3, 1, 2,4};Stream.of(arr).distinct().forEach(System.out::println);// 6、sorted排序Stream.of(arr).sorted().forEach(System.out::println);// 7、collect轉換List<String> newList = list.stream().filter(str -> str.contains("+")).collect(Collectors.toList());newList.stream().forEach(System.out::print);} }

在沒有Stream相關API之前，對于集合的操作和遍歷都會產生大量的代碼，通過Stream相關API集合的函數式編程和Lambda表達式的風格，簡化集合很多操作。

六、源代碼地址

GitHub·地址 https://github.com/cicadasmile/java-base-parent GitEE·地址 https://gitee.com/cicadasmile/java-base-parent

閱讀標簽

【Java基礎】【設計模式】【結構與算法】【Linux系統】【數據庫】

【分布式架構】【微服務】【大數據組件】【SpringBoot進階】【Spring&Boot基礎】

【數據分析】【技術導圖】【 職場】

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java基础篇(05)：函数式编程概念和应用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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