Java 函数编程详细介绍

什么是函数编程

函数编程是一种编程范式，它将计算机程序视为数学函数的组合，避免了代码状态的改变和可变数据的使用。函数编程强调函数的纯洁性和不可变性，更关注数据的转换和流，而不只是程序的执行顺序。

Java 中的函数编程

在 Java 中，函数编程由 Lambda 表达式和函数接口的引入开始。Lambda 表达式是一种轻量级的语法，它是一个匿名函数，可以传递到方法中或返回它。函数接口是只有一个抽象方法的接口，并且将 Lambda 表达式作为参数。

可以将 Java 程序与函数编程混合使用，以便更好地展示代码的逻辑和可读性。

Lambda 表达式的应用

Lambda 表达式可以传递到函数或方法中，并在其中执行。定义 Lambda 表达式的一般语法是：

(parameters) -> expression

或者

(parameters) -> { statements; }

其中：

• 参数：Lambda 表达式可能包含零个或多个参数。
• 箭头：箭头指示 Lambda 表达式的功能体。
• 表达式/语句块：Lambda 表达式体包含一个表达式或语句块。

示例 1

下面是如何在 Java 中使用 Lambda 表达式完成接口的实现。假设有一个接口 Operation：

interface Operation {
    int operate(int a, int b);
}

public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用 Lambda 表达式实例化 Operation 接口
        Operation add = (a, b) -> a + b;
        Operation subtract = (a, b) -> a - b;
        Operation multiply = (a, b) -> a * b;

        // 调用 Operation 的方法获取结果
        int addResult = add.operate(4, 2);
        int subtractResult = subtract.operate(4, 2);
        int multiplyResult = multiply.operate(4, 2);

        // 打印结果
        System.out.println("4 + 2 = " + addResult);
        System.out.println("4 - 2 = " + subtractResult);
        System.out.println("4 * 2 = " + multiplyResult);
    }
}

上述代码展示了如何使用 Lambda 表达式创建 Operation 实例，并在运行时使用接口方法获取结果。

函数接口的应用

函数接口是作为 Lambda 表达式接口传递的单个抽象方法的接口，该接口可以通过 Lambda 表达式进行实现。函数接口通常具有 Function，Predicate，UnaryOperator，BinaryOperator 等常见的预定义接口。

示例 2

下面是如何在 Java 中使用函数接口展示转换函数。定义一个接口 Converter：

interface Converter<F, T> {
    T convert(F from);
}

public class ConvertDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Converter<String, Integer> converter = Integer::valueOf;

        Integer result = converter.convert("123");
        System.out.println(result); // 123
    }
}

上述代码展示了如何使用 Converter 接口实现 convert 方法（此处使用方法引用），并将一个字符串转换为整数。

总结

Java 函数编程是实现语言的另一种方式。Lambda 表达式和函数接口的引入使函数编程能够简单地在 Java 中实现，并使代码更简洁易读。