从面向过程出发到函数式编程（上篇）

小编

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前言

java8为我们引入的Lambda表达式、Stream ApI以及方法引用，它们为了java提供函数式编程的支持，虽然目前JDK已经出现到14的版本了，但是小编在工作中遇到一些员工中，对java的函数式编程并不有所了解，或者是不晓其原理。

今天我们就以一个对0~10间的累计为例子，从面向过程的编程方式开始，层层递进，演进到我们现在的函数式编程。

面向过程的累计

private static int sumInJava5(int size) {    int sum = 0;    // range方法是自定义的，获取1到10的集合    List<Integer> values = range(1,size);    for (Integer i : values) {        sum += i;       }    return sum;}

这个例子使用到了jdk1.5的foreach语法，但其本身也是面向过程的，我们可以看出，加的操作是一步步的按照流程走，有先后之分。并不是通过调用对象的方法去进行累计。

说到这里，讲解一个疑惑，很多人只会用foreach语法，但是不知道集合和数组可以去使用foreach。其实是实现了Iterable的接口，提供了遍历的功能。

面向对象的累计

private static int sumInJava5Oop(int size, Sum sum) {    int result = 0;    // range方法是自定义的，获取1到10的集合    List<Integer> values = range(1,size);    for (Integer value : values) {        result = sum.apply(result, value);    }    return result;}
private interface Sum {    /**     * 加法运算     * @param a 左值     * @param b 右值     * @return 返回值     */    int apply(int a, int b);}
private static class SumImpl implements Sum{    @Override    public int apply(int a, int b) {        return a + b;    }}

这个累加是通过一个Sum类型的对象。调用它的apply方法实现的，是一个面向对象的过程。

在使用这个计算方法过程中，无论是通过传入实现类还是匿名内部类，代码是很繁琐的，jdk的开发者们为了解决这个问题，引入了Lambda表达式、Stream ApI以及方法引用。

使用传统的方式与方法引用调用我们的方法

// 这是传统的sum = sumInJava5Oop(10, new SumImpl());// 这是方法引用sum = sumInJava5Oop(10, SumImpl::apply);

我们的第二行代码就是我们方法引用形式，使用到的操作符“::”，这个操作符把方法引用分成两边，左边是类名或者某个对象的引用，右边是方法名。

值得注意的是：由于类名引用需要方法是静态的，因此，java8提供了接口可以有静态方法的特性，在此之前的版本是没有的。

此外使用方法引用有一个重要的特点，虽然它作为我们方法的参数，但是并不需要是相同的类型和相同的方法名，只要保证相同的签名就行(方法返回值和方法的参数)，如下面几种方式:

// 可以是实例对象的引用sum = sumInJava5Oop(10, new SumImpl()::apply);// 可以是完全不同类型对象方法名字sum = sumInJava5Oop(10, OopDemo::calculate);

方法引用的格式

方法引用有以下四种类型

• 引用静态方法 ContainingClass::staticMethodName 。
• 引用某个对象的实例方法 containingObject::instanceMethodName
• 引用某个类型的任意对象的实例方法 ContainingType::methodName
• 引用构造方法 ClassName::new

这些都是java8提供新的编程语法支持的，它只要让编译器知道我们是方法参数、返回值以及在方法里面需要做什么就行。看到这里相信有不少人引发了另一个特性，没错就是我们的lambda表达式。

lambda表达式调用我们的累计方法

因为方法引用仅是一个方法实现的应用，在没有lambda表达式表达式的时候，我们选要在其他的地方编写我们的方法，而有了lambda表达式表达式以后，只需要在调用的位置写表达式就行：

sumInJava5Oop(10, (a,b) -> a+b);

注意：lambda表达式的主体仅包含一个表达式，且该表达式仅调用了一个已经存在的方法。方法引用的通用特性，方法引用所使用方法的入参和返回值与lambda表达式实现的函数式接口的入参和返回值一致。lambda可以看作是方法的实现。

函数式接口

我们可以发现，如果我们的Sum接口存在多个抽象方法，那么就不能用过lambda和方法引用进行传参操作。这是新语法提供高灵敏度的同时，也提供与之相应的保障。显然这种接口比较特殊，又有一个新的概念——函数式接口。

函数式接口的定义：

• 一个接口有且只有一个抽象方法。
• 函数式接口的实例可以通过 lambda 表达式、方法引用或者构造方法引用来创建。

创建函数式接口注意事项：

• 如果我们在某个接口上声明了 @FunctionalInterface 注解，那么编译器就会按照函数式接口的定义来要求该接口。
• 如果某个接口只有一个抽象方法，但我们并没有给该接口声明 @FunctionalInterface 注解，那么编译器依旧会将该接口看作是函数式接口。
• 重写 Object 类里的方法不会导致函数式接口失效。

函数式接口可以有多个方法

虽然函数式接口的定义要求了我们一个接口有且只有一个抽象方法。但是java有提供接口的默认方法实现（default-method）来解决这个问题。

@FunctionalInterfaceprivate interface Sum {  // 抽象方法  int apply(int a, int b);  // default-method  default int xx(int a, int b){      return a*b;  };  // Object的方法  String toString();}

‍‍尽管Sum接口有3个方法，但是方法引用和lambda表达式走的还是我们的抽象方法。

使用default-method注意事项

• 类实现接口方法，即如果接口声明了 default 方法，并且某类实现了该接口，那么 default 方法将会被继承。
• 如果有一个类继承了两个不同接口的同名 default 方法，jvm 编译器是无法识别到底该使用哪个方法的，必须重写 default 方法。
• 如果子类继承父类并实现接口，实现类的优先级比接口高。