Функциональные интерфейсы Java
Термин функциональный интерфейс был введен в Java 8. Это интерфейс, который содержит только один абстрактный (не реализованный) метод. Может содержать стандартные и статические, которые имеют реализацию, в дополнение к одному нереализованному.
Вышеуказанное содержит только один метод, и этот метод не имеет реализации.
Обычно интерфейс не содержит реализации методов, которые он объявляет, но он может содержать реализации в методах по умолчанию или в статических. Ниже приведен еще один пример с реализациями некоторых методов:
Вышеупомянутый интерфейс все еще считается функциональным, поскольку он содержит только один не реализованный метод.
Реализация с помощью лямбда-выражения
Лямбда-выражение реализует единственный метод из интерфейса. Чтобы узнать, какой метод реализует лямбда-выражение, интерфейс может содержать только один не реализованный метод. Другими словами, он должен быть функциональным.
Встроенные функциональные интерфейсы
Есть разработанные виды для часто встречающихся вариантов использования, поэтому вам не нужно создавать свои собственные функциональные интерфейсы для каждого небольшого варианта использования.
Function
Интерфейс Function interface(java.util.function.Function) является одним из самых центральных функциональных интерфейсов. Представляет функцию (метод), которая принимает один параметр и возвращает одно значение. Вот как выглядит определение:
Интерфейс Function на самом деле содержит несколько дополнительных методов в дополнение к методам, перечисленным выше, но, поскольку все они поставляются с реализацией по умолчанию, вам не нужно реализовывать их.
Единственный метод, который необходимо реализовать для реализации интерфейса Function, – это apply(). Вот пример реализации функции:
В этой реализации функции реализован метод apply(), поэтому он принимает параметр Long в качестве параметра и возвращает Long. Вот пример использования вышеупомянутого класса AddThree:
Вы также можете реализовать Function с помощью лямбда-выражения:
Как видите, реализация Function теперь встроена в объявление переменной adderLambda, а не в отдельный класс. Это немного короче, плюс мы можем видеть непосредственно в приведенном выше коде, что он делает.
Predicate
Интерфейс Java Predicate, java.util.function.Predicate, представляет простую функцию, которая принимает одно значение в качестве параметра и возвращает true или false:
Интерфейс Predicate содержит больше методов, чем метод test(), но остальные являются стандартными или статическими, которые вам не нужно реализовывать.
Вы можете реализовать Predicate, используя класс, например так:
Вы также можете реализовать Predicate, используя лямбда-выражение:
Эта лямбда-реализация Predicate фактически делает то же самое, что и реализация выше, использующая класс.
UnaryOperator
Интерфейс Java UnaryOperator представляет операцию, которая принимает один параметр и возвращает параметр того же типа:
Интерфейс UnaryOperator может использоваться для представления операции, которая принимает конкретный объект в качестве параметра, изменяет этот объект и возвращает его снова – возможно, как часть цепочки обработки функционального потока.
BinaryOperator
BinaryOperator – это функциональный интерфейс, представляющий операцию, которая принимает два параметра и возвращает одно значение. Оба параметра и тип возвращаемого значения должны быть одного типа. Полезен при реализации функций, которые суммируют, вычитают, делят, умножают и т. д. Два элемента одного типа и возвращают третий элемент того же типа.
Supplier
Интерфейс Supplier – это функциональный интерфейс, представляющий функцию, которая предоставляет значение некоторых видов. Также можно рассматривать как фабричный интерфейс:
Эта реализация Java Supplier возвращает новый экземпляр Integer со случайным значением от 0 до 1000.
Consumer
Consumer – это функциональный интерфейс, представляющий функцию, которая потребляет значение без возврата какого-либо значения. Реализация может распечатывать значение или записывать его в файл, или по сети и т. д. Реализация:
Новое в Java 8
Методы интерфейсов по умолчанию
Лямбда-выражения
Давайте начнем с простого примера: сортировка массива строк в предыдущих версиях языка.
Статический метод Collections.sort принимает список и компаратор, который используется для сортировки списка. Наверняка вам часто приходилось создавать анонимные компараторы для того чтобы передать их в метод.
Java 8 предоставляет гораздо более короткий синтаксис — лямбда-выражения, чтобы вам не приходилось тратить время на создание анонимных объектов:
Как видите, код гораздо короче и куда более читаем. И его можно сделать еще короче:
Компилятору известны типы параметров, поэтому их можно тоже опустить. Давайте посмотрим, как еще могут использовать лямбда-выражения.
Функциональные интерфейсы
Как лямбда-выражения соответствуют системе типов языка Java? Каждой лямбде соответствует тип, представленный интерфейсом. Так называемый функциональный интерфейс должен содержать ровно один абстрактный метод. Каждое лямбда-выражение этого типа будет сопоставлено объявленному методу. Также, поскольку методы по умолчанию не являются абстрактными, вы можете добавлять в функциональный интерфейс сколько угодно таких методов.
Ссылки на методы и конструкторы
Предыдущий пример можно упростить, если использовать статические ссылки на методы:
Давайте посмотрим, как передавать ссылки на конструкторы. Сперва определим бин с несколькими конструкторами:
Затем определим интерфейс фабрики, которая будет использоваться для создания новых персон:
Теперь вместо реализации интерфейса мы соединяем все вместе при помощи ссылки на конструктор:
Области действия лямбд
Однако переменная num должна все равно оставаться неизменяемой. Следующий код не скомпилируется:
Запись в переменную num в пределах лямбда-выражения также запрещена.
Доступ к полям и статическим переменным
В отличии от локальных переменных, мы можем записывать значения в экземплярные поля класса и статические переменные внутри лямбда-выражений. Это поведение хорошо знакомо по анонимным объектам.
Доступ к методам интерфейсов по умолчанию
Внутри лямбда-выражений запрещено обращаться к методам по умолчанию. Следующий код не скомпилируется:
Встроенные функциональные интерфейсы
Однако в Java 8 также появилось много новых функциональных интерфейсов, которые призваны облегчить вам жизнь. Некоторые интерфейсы хорошо известны по библиотеке Google Guava. Даже если вы незнакомы с этой библиотекой, вам стоить взглянуть, как эти интерфейсы были дополнены некоторыми полезными методами расширений.
Предикаты
Функции
Поставщики
Поставщики (suppliers) предоставляют результат заданного типа. В отличии от функций, поставщики не принимают аргументов.
Потребители
Потребители (consumers) представляют собой операции, которые производятся на одним входным аргументом.
Компараторы
Компараторы хорошо известны по предыдущим версиям Java. Java 8 добавляет в интерфейс различные методы по умолчанию.
Опциональные значения
Опциональные значения (optionals) не являются функциональными интерфейсами, однако являются удобным средством предотвращения NullPointerException. Это важная концепция, которая понадобится нам в следующем разделе, поэтому давайте взглянем, как работают опциональные значения.
Опциональные значение — это по сути контейнер для значения, которое может быть равно null. Например, вам нужен метод, который возвращает какое-то значение, но иногда он должен возвращать пустое значение. Вместо того, чтобы возвращать null, в Java 8 вы можете вернуть опциональное значение.
Потоки
Сначала давайте посмотрим, как работать с потоком последовательно. Сперва создадим источник в виде списка строк:
Filter
Операция Filter принимает предикат, который фильтрует все элементы потока. Эта операция является промежуточной, т.е. позволяет нам вызвать другую операцию (например, forEach ) над результатом. ForEach принимает функцию, которая вызывается для каждого элемента в (уже отфильтрованном) поток. ForEach является конечной операцией. Она не возращает никакого значения, поэтому дальнейший вызов потоковых операций невозможен.
Sorted
Операция Sorted является промежуточной операцией, которая возвращает отсортированное представление потока. Элементы сортируются в обычном порядке, если вы не предоставили свой компаратор:
Помните, что sorted создает всего лишь отсортированное представление и не влияет на порядок элементов в исходной коллекции. Порядок строк в stringCollection остается нетронутым:
Match
Для проверки, удовлетворяет ли поток заданному предикату, используются различные операции сопоставления (match). Все операции сопоставления являются конечными и возвращают результат типа boolean.
Count
Reduce
Эта конечная операция производит свертку элементов потока по заданной функции. Результатом является опциональное значение.
Параллельные потоки
Как уже упоминалось выше, потоки могут быть последовательными и параллельными. Операции над последовательными потоками выполняются в одном потоке процессора, над параллельными — используя несколько потоков процессора.
Следующие пример демонстрирует, как можно легко увеличить скорость работы, используя параллельные потоки.
Сперва создадим большой список из уникальных элементов:
Теперь измерим время сортировки этого списка.
Последовательная сортировка
Параллельная сортировка
Ассоциативные массивы
Как уже упоминалось, ассоциативные массивы (maps) не поддерживают потоки. Вместо этого ассоциативные массивы теперь поддерживают различные полезные методы, которые решают часто встречаемые задачи.
Этот код в особых комментариях не нуждается: putIfAbsent позволяет нам не писать дополнительные проверки на null; forEach принимает потребителя, который производит операцию над каждым элементом массива.
Этот код показывает как использовать для вычислений код при помощи различных функций:
Затем мы узнаем, как удалить объект по ключу, только если этот объект ассоциирован с ключом:
Еще один полезный метод:
Объединить записи двух массивов? Легко:
В случае отсутствия ключа Merge создает новую пару ключ-значение. В противном случае — вызывает функцию объединения для существующего значения.
API для работы с датами
Clock
Часовые пояса
LocalTime
Тип LocalTime представляет собой время с учетом часового пояса, например, 10pm или 17:30:15. В следующем примере создаются два местных времени для часовых поясов, определенных выше. Затем оба времени сравниваются, и вычисляется разница между ними в часах и минутах.
Тип LocalTime содержит различные фабричные методы, которые упрощают создание новых экземпляров, а также парсинг строк.
LocalDate
Создание экземпляра LocalDate путем парсинга строки:
LocalDateTime
Форматирование даты-времени работает так же, как и форматирование даты или времени. Мы можем использовать библиотечные или свои собственные шаблоны.
Подробно о синтаксисе шаблонов можно почитать здесь.
Аннотации
Аннотации в Java 8 являются повторяемыми. Давайте сразу посмотрим пример, чтобы понять, что это такое.
Сперва мы определим аннотацию-обертку, которая содержит массив аннотаций:
Вариант 1: использовать аннотацию-контейнер (старый способ)
Вариант 2: использовать повторяемую аннотацию (новый способ)
Более того, аннотации в Java 8 можно использовать еще на двух элементах:
Вот и все
Полный исходный код статьи доступен на GitHub.
Understanding Java 8’s Consumer, Supplier, Predicate and Function
Functional programming in Java in a better way.
J ava has introduced functional programming support in Java release version 8. This specific release has also introduced several new concepts notably lambda expressions, method reference and a plethora of functional interfaces. While discussing functional interfaces, there are few functional interfaces namely Consumer, Supplier, Predicate and Functions are most crucial. In this article, we will talk about these interfaces.
Consumer
A Consumer is a functional interface that accepts a single input and returns no output. In layman’s language, as the name suggests the implementation of this interface consumes the input supplied to it. Consumer interface has two methods:
The accept method is the Single Abstract Method (SAM) which accepts a single argument of type T. Whereas, the other one andThen is a default method used for composition.
Following is an example of a consumer interface. We have created a consumer implementation that consumes a String and then prints it. The forEach method accepts consumer interface implementation.
In the following example, we demonstrate the usage of composing multiple consumer implementations to make a chain of consumers. In this specific example, we have created two consumers; one converts a list of items into upper case Strings and the other one prints the uppercased string.
Consumer interface has specific implementation types for integer, double and long types with IntConsumer, DoubleConsumer, and LongConsumer as shown below:
Supplier
A Supplier is a simple interface which indicates that this implementation is a supplier of results. This interface, however, does not enforce any restrictions that supplier implementation needs to return a different result on each invocation.
The supplier has only one method get() and does not have any other default and static methods.
The supplier interface has its primitive variants such as IntSupplier, DoubleSupplier and so on as shown below. Note that the method name is get() for the generic supplier interface. However, for the primitive variants, it is as per the primitive type.
One of the primary usage of this interface to enable deferred execution. This means delaying the execution until it is needed. For example, Optional class has a method named orElseGet. This method is triggered if optional does not have data. This is demonstrated below:
Predicate
A Predicate interface represents a boolean-valued-function of an argument. This is mainly used to filter data from a Java Stream. The filter method of a stream accepts a predicate to filter the data and return a new stream satisfying the predicate. A predicate has a test() method which accepts an argument and returns a boolean value.
In the above example, we have created a predicate which tests the names that start with S. This predicate is supplied to a stream.
Predicate also provides a few default and static method for composition and other purposes:
Following example demonstrates to use and method to compose predicates with multiple predicates.
Function
A Function interface is more of a generic one that takes one argument and produces a result. This has a Single Abstract Method (SAM) apply which accepts an argument of a type T and produces a result of type R. One of the common use cases of this interface is Stream.map method. This is shown as below:
Wrapping Up
The introduction of functional programming has introduced a new paradigm in Java language. And, Consumer, Supplier, Predicate and Function interfaces play a critical role in the way Java has enabled it. Mastering these interfaces and related primitive variants certainly help to write better functional code.
Обзор возможностей Java 8. Функциональные интерфейсы, лямбда-выражения, Stream и Time API
Прежде всего вам нужно скачать и установить JDK 8. Сделать это можно бесплатно с официального сайта.
Обзор возможностей Java 8
Как обычно, мы приведем несколько фрагментов кода для лучшего понимания API и немного теории, поэтому не забудьте настроить Java 8 перед тем, как тестировать приведенный в статье код.
Метод forEach() интерфейса Iterable
Всякий раз, когда нам нужно что-то сделать с элементами какой-то коллекции, мы создаем итератор и в цикле применяем какую-то бизнес-логику к каждому элементу коллекции. В этом случае мы могли бы получить ConcurrentModificationException, если итератор не используется должным образом.
Давайте посмотрим метод forEach() в действии:
Количество строк кода с использованием метода forEach() немного больше, но мы четко отделили логику итерации от бизнес-логики и в результате получили более чистый код с возможностью повторного использования.
Java 8. default и static методы в интерфейсах
Обратите внимание, что в интерфейсах есть метод log(String str) с реализацией.
Функциональные интерфейсы и лямбда-выражения в Java 8
Одним из главных преимуществ функционального интерфейса является возможность использовать лямбда-выражения. Мы можем создать экземпляр интерфейса с помощью анонимного класса, но код выглядит громоздким:
Мы уже выучили, что функциональные интерфейсы имеют только один метод, а теперь уже знаем, что лямбда-выражения могут легко обеспечить реализацию такого метода. Для этого мы просто должны предоставить аргументы метода и бизнес-логику. Например, мы можем переписать приведенный выше код с помощью лямбда-выражения:
И так, лямбда-выражения являются легким способом создания анонимных классов функциональных интерфейсов. Использование лямбда-выражений не дает никаких преимуществ вашей программе, кроме как уменьшение количества строк кода.
Новый пакет java.util.function был добавлен с целым букетом функциональных интерфейсов для лямбда-выражений. Сами же л ямбда-выражения — это огромная тема, о которой мы поговорим в следующих статьях.
Java 8 Stream API
Java Stream API был добавлен в Java 8 для выполнения операций filter/map/reduce с коллекциями. Stream API позволяет как последовательные, так и параллельное выполнение.
Подробно об этой огромной теме читайте в отдельной статьей под названием «Полное руководство по Java Stream API«.
Java 8 Time API
Следует отметить, что новый API для месяцев и дней недели построен на перечислениях ( Enums ), а не целочисленных константах (пора задуматься, если вы все еще не используете перечисления).
А для тех, кто хочет сразу затестить новый Time API, хочу посоветовать первым делом обратить внимание на DateTimeFormatter — один из наиболее полезных классов, который используется для преобразования объектов в строки.
Java Consumer
last modified November 12, 2021
Java Consumer tutorial shows how to work with the Consumer functional interface in Java.
Consumer
Java is a functional interface which represents an operation that accepts a single input argument and returns no result. Unlike most other functional interfaces, Consumer is expected to operate via side-effects.
Java Consumer example
The following example creates a simple consumer.
The showThreeTimes consumer prints the input three times.
Java IntConsumer
In the example, the consumers multiply the input value.
Java Consumer forEach
The forEach method accepts a Consumer as a parameter. The consumer can be simplified with a lambda expression or a method reference.
Java Consumer andThen
The andThen method returns a composed Consumer that performs, in sequence, this operation followed by the next operation.
In the example, we add value 2 to each of the elements in the list and then we print all the elements.
In the following example, we work with a list of products.
This is the Product class.
This example increases the prices of products by 10%.
The consumer increases the product price by 10% and rounds the value.
We increase the prices and then print the modified products.
The consumer is applied on each product of the list.
Java Consumer custom forEach
The following example creates a custom, generic forEach method.
We have a list of integers. We print all the elements of the list with a custom forEach method.
In this tutorial, we have worked with Java Consumer interface.
