我有一个大约十行代码的方法。我想创建更多的方法来做同样的事情,除了一个小的计算会改变一行代码。这是一个完美的应用程序,用于传递函数指针以替换该行,但 Java 没有函数指针。我最好的选择是什么?
22 回答
匿名内部类
假设您希望传入一个带有String
返回int
.
首先,如果您不能重用现有接口,则必须定义一个接口,该接口作为其唯一成员。
interface StringFunction {
int func(String param);
}
采用指针的方法将只接受StringFunction
如下实例:
public void takingMethod(StringFunction sf) {
int i = sf.func("my string");
// do whatever ...
}
并会这样称呼:
ref.takingMethod(new StringFunction() {
public int func(String param) {
// body
}
});
编辑:在 Java 8 中,您可以使用 lambda 表达式调用它:
ref.takingMethod(param -> bodyExpression);
当您可以在该行中执行预定义数量的不同计算时,使用枚举是实现策略模式的一种快速而清晰的方法。
public enum Operation {
PLUS {
public double calc(double a, double b) {
return a + b;
}
},
TIMES {
public double calc(double a, double b) {
return a * b;
}
}
...
public abstract double calc(double a, double b);
}
显然,策略方法声明以及每个实现的一个实例都定义在单个类/文件中。
您需要创建一个接口来提供您想要传递的功能。例如:
/**
* A simple interface to wrap up a function of one argument.
*
* @author rcreswick
*
*/
public interface Function1<S, T> {
/**
* Evaluates this function on it's arguments.
*
* @param a The first argument.
* @return The result.
*/
public S eval(T a);
}
然后,当您需要传递一个函数时,您可以实现该接口:
List<Integer> result = CollectionUtilities.map(list,
new Function1<Integer, Integer>() {
@Override
public Integer eval(Integer a) {
return a * a;
}
});
最后,map函数使用传入的Function1如下:
public static <K,R,S,T> Map<K, R> zipWith(Function2<R,S,T> fn,
Map<K, S> m1, Map<K, T> m2, Map<K, R> results){
Set<K> keySet = new HashSet<K>();
keySet.addAll(m1.keySet());
keySet.addAll(m2.keySet());
results.clear();
for (K key : keySet) {
results.put(key, fn.eval(m1.get(key), m2.get(key)));
}
return results;
}
如果您不需要传入参数,您通常可以使用 Runnable 代替您自己的接口,或者您可以使用各种其他技术来减少参数数量的“固定”,但这通常是与类型安全的权衡。(或者你可以覆盖你的函数对象的构造函数,以这种方式传递参数。有很多方法,有些在某些情况下效果更好。)
::
使用运算符的方法引用
您可以在方法接受功能接口的方法参数中使用方法引用。功能接口是任何只包含一个抽象方法的接口。(功能接口可能包含一个或多个默认方法或静态方法。)
IntBinaryOperator
是一个功能接口。它的抽象方法applyAsInt
接受两个int
s 作为其参数并返回一个int
。Math.max
也接受两个int
s 并返回一个int
. 在此示例中,A.method(Math::max);
makeparameter.applyAsInt
将其两个输入值发送到Math.max
并返回 that 的结果Math.max
。
import java.util.function.IntBinaryOperator;
class A {
static void method(IntBinaryOperator parameter) {
int i = parameter.applyAsInt(7315, 89163);
System.out.println(i);
}
}
import java.lang.Math;
class B {
public static void main(String[] args) {
A.method(Math::max);
}
}
一般来说,您可以使用:
method1(Class1::method2);
代替:
method1((arg1, arg2) -> Class1.method2(arg1, arg2));
简称:
method1(new Interface1() {
int method1(int arg1, int arg2) {
return Class1.method2(arg1, agr2);
}
});
有关更多信息,请参阅Java 8 中的 ::(双冒号)运算符和Java 语言规范 §15.13。
您也可以这样做(在某些罕见的情况下这是有道理的)。问题(这是一个大问题)是您失去了使用类/接口的所有类型安全性,并且您必须处理该方法不存在的情况。
它确实具有“好处”,您可以忽略访问限制并调用私有方法(示例中未显示,但您可以调用编译器通常不允许您调用的方法)。
同样,这是有道理的罕见情况,但在这些情况下,它是一个不错的工具。
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
class Main
{
public static void main(final String[] argv)
throws NoSuchMethodException,
IllegalAccessException,
IllegalArgumentException,
InvocationTargetException
{
final String methodName;
final Method method;
final Main main;
main = new Main();
if(argv.length == 0)
{
methodName = "foo";
}
else
{
methodName = "bar";
}
method = Main.class.getDeclaredMethod(methodName, int.class);
main.car(method, 42);
}
private void foo(final int x)
{
System.out.println("foo: " + x);
}
private void bar(final int x)
{
System.out.println("bar: " + x);
}
private void car(final Method method,
final int val)
throws IllegalAccessException,
IllegalArgumentException,
InvocationTargetException
{
method.invoke(this, val);
}
}
如果您只有一行不同,您可以添加一个参数,例如一个标志和一个 if(flag) 语句,它调用一行或另一行。
您可能也有兴趣了解 Java 7 正在进行的涉及闭包的工作:
http://gafter.blogspot.com/2006/08/closures-for-java.html
http://tech.puredanger.com/java7/#closures
使用运算符的新 Java 8功能接口和方法引用::
。
Java 8 能够使用“ @Functional Interface ”指针维护方法引用(MyClass::new)。不需要相同的方法名称,只需要相同的方法签名。
例子:
@FunctionalInterface
interface CallbackHandler{
public void onClick();
}
public class MyClass{
public void doClick1(){System.out.println("doClick1");;}
public void doClick2(){System.out.println("doClick2");}
public CallbackHandler mClickListener = this::doClick;
public static void main(String[] args) {
MyClass myObjectInstance = new MyClass();
CallbackHandler pointer = myObjectInstance::doClick1;
Runnable pointer2 = myObjectInstance::doClick2;
pointer.onClick();
pointer2.run();
}
}
那么,我们这里有什么?
- 功能接口 - 这是一个接口,用@FunctionalInterface注释与否,它只包含一个方法声明。
- 方法引用 - 这只是特殊语法,看起来像这样objectInstance::methodName,仅此而已。
- 用法示例 - 只是一个赋值运算符,然后是接口方法调用。
你应该只为听众使用功能接口,而且只为那个!
因为所有其他此类函数指针对代码的可读性和理解能力都非常不利。但是,直接方法引用有时会派上用场,例如 foreach。
有几个预定义的功能接口:
Runnable -> void run( );
Supplier<T> -> T get( );
Consumer<T> -> void accept(T);
Predicate<T> -> boolean test(T);
UnaryOperator<T> -> T apply(T);
BinaryOperator<T,U,R> -> R apply(T, U);
Function<T,R> -> R apply(T);
BiFunction<T,U,R> -> R apply(T, U);
//... and some more of it ...
Callable<V> -> V call() throws Exception;
Readable -> int read(CharBuffer) throws IOException;
AutoCloseable -> void close() throws Exception;
Iterable<T> -> Iterator<T> iterator();
Comparable<T> -> int compareTo(T);
Comparator<T> -> int compare(T,T);
对于早期的 Java 版本,您应该尝试 Guava Libraries,它具有类似的功能和语法,正如 Adrian Petrescu 上面提到的那样。
如需更多研究,请查看Java 8 Cheatsheet
感谢 The Guy with The Hat 提供Java 语言规范 §15.13链接。
@sblundy 的答案很好,但匿名内部类有两个小缺陷,主要是它们往往不可重用,次要是笨重的语法。
好消息是他的模式扩展到完整的类,而主类(执行计算的类)没有任何变化。
当您实例化一个新类时,您可以将参数传递给该类,这些参数可以在您的方程式中充当常量——因此,如果您的内部类之一看起来像这样:
f(x,y)=x*y
但有时你需要一个:
f(x,y)=x*y*2
也许三分之一是:
f(x,y)=x*y/2
与其创建两个匿名内部类或添加“passthrough”参数,不如创建一个实例化为的 ACTUAL 类:
InnerFunc f=new InnerFunc(1.0);// for the first
calculateUsing(f);
f=new InnerFunc(2.0);// for the second
calculateUsing(f);
f=new InnerFunc(0.5);// for the third
calculateUsing(f);
它只是将常量存储在类中并在接口中指定的方法中使用它。
事实上,如果知道你的函数不会被存储/重用,你可以这样做:
InnerFunc f=new InnerFunc(1.0);// for the first
calculateUsing(f);
f.setConstant(2.0);
calculateUsing(f);
f.setConstant(0.5);
calculateUsing(f);
但是不可变类更安全——我无法提出使这样的类成为可变类的理由。
我真的只是发布这个,因为每当我听到匿名内部类时我都会畏缩 - 我已经看到很多“必需”的冗余代码,因为程序员做的第一件事就是在他应该使用实际类时匿名重新考虑了自己的决定。
在使用 Java 编程时,我真正怀念的一件事是函数回调。需要这些不断呈现的一种情况是递归处理层次结构,您希望在其中为每个项目执行一些特定操作。就像遍历目录树或处理数据结构一样。我内心的极简主义者讨厌必须定义一个接口,然后为每个特定情况定义一个实现。
有一天,我发现自己想知道为什么不呢?我们有方法指针 - Method 对象。通过优化 JIT 编译器,反射调用确实不再带来巨大的性能损失。除了将文件从一个位置复制到另一个位置之外,反射方法调用的成本微不足道。
当我想得更多时,我意识到 OOP 范式中的回调需要将对象和方法绑定在一起 - 进入 Callback 对象。
查看我的基于反射的Java 回调解决方案。免费供任何使用。
对我来说,这听起来像是一种策略模式。查看 fluffycat.com Java 模式。
在没有接口的情况下为一组函数做同样的事情:
class NameFuncPair
{
public String name; // name each func
void f(String x) {} // stub gets overridden
public NameFuncPair(String myName) { this.name = myName; }
}
public class ArrayOfFunctions
{
public static void main(String[] args)
{
final A a = new A();
final B b = new B();
NameFuncPair[] fArray = new NameFuncPair[]
{
new NameFuncPair("A") { @Override void f(String x) { a.g(x); } },
new NameFuncPair("B") { @Override void f(String x) { b.h(x); } },
};
// Go through the whole func list and run the func named "B"
for (NameFuncPair fInstance : fArray)
{
if (fInstance.name.equals("B"))
{
fInstance.f(fInstance.name + "(some args)");
}
}
}
}
class A { void g(String args) { System.out.println(args); } }
class B { void h(String args) { System.out.println(args); } }
好的,这个线程已经足够老了,所以我的回答很可能对这个问题没有帮助。但是由于这个线程帮助我找到了我的解决方案,所以无论如何我都会把它放在这里。
我需要使用具有已知输入和已知输出(均为double)的变量静态方法。那么,知道方法包和名称,我可以按如下方式工作:
java.lang.reflect.Method Function = Class.forName(String classPath).getMethod(String method, Class[] params);
对于接受一个 double 作为参数的函数。
所以,在我的具体情况下,我用
java.lang.reflect.Method Function = Class.forName("be.qan.NN.ActivationFunctions").getMethod("sigmoid", double.class);
然后在更复杂的情况下调用它
return (java.lang.Double)this.Function.invoke(null, args);
java.lang.Object[] args = new java.lang.Object[] {activity};
someOtherFunction() + 234 + (java.lang.Double)Function.invoke(null, args);
其中活动是任意双精度值。我正在考虑可能会像 SoftwareMonkey 所做的那样更抽象和概括它,但目前我对它的方式感到满意。三行代码,不需要类和接口,还不错。
查看 lambdaj
http://code.google.com/p/lambdaj/
尤其是它的新关闭功能
http://code.google.com/p/lambdaj/wiki/Closures
你会发现一种非常易读的方式来定义闭包或函数指针,而无需创建无意义的接口或使用丑陋的内部类
哇,考虑到我已经为 java 做过的事情,为什么不直接创建一个并不那么难的 Delegate 类,并使用它来传递参数,其中 T 是返回类型。我很抱歉,但作为一个 C++/C# 程序员,一般只是学习 java,我需要函数指针,因为它们非常方便。如果你熟悉任何处理方法信息的类,你就可以做到。在 java.lang.reflect.method 的 java 库中。
如果你总是使用一个接口,你总是必须实现它。在事件处理中,从处理程序列表中注册/注销确实没有更好的方法,但是对于需要传入函数而不是值类型的委托,使委托类处理它以超越接口。
Java 8 的答案都没有给出一个完整的、有凝聚力的例子,所以它来了。
声明接受“函数指针”的方法如下:
void doCalculation(Function<Integer, String> calculation, int parameter) {
final String result = calculation.apply(parameter);
}
通过为函数提供 lambda 表达式来调用它:
doCalculation((i) -> i.toString(), 2);
如果有人正在努力传递一个函数,该函数需要一组参数来定义其行为,但要执行另一组参数,例如 Scheme 的:
(define (function scalar1 scalar2)
(lambda (x) (* x scalar1 scalar2)))
从 Java8 开始,您可以使用 lambdas,它在官方 SE 8 API 中也有库。
用法: 你需要使用一个只有一个抽象方法的接口。像这样创建一个实例(您可能希望使用已经提供的 java SE 8):
Function<InputType, OutputType> functionname = (inputvariablename) {
...
return outputinstance;
}
有关更多信息,请查看文档:https ://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/lambdaexpressions.html
在 Java 8 之前,最接近类似函数指针的功能的替代品是匿名类。例如:
Collections.sort(list, new Comparator<CustomClass>(){
public int compare(CustomClass a, CustomClass b)
{
// Logic to compare objects of class CustomClass which returns int as per contract.
}
});
但是现在在 Java 8 中,我们有一个非常简洁的替代方案,称为lambda 表达式,它可以用作:
list.sort((a, b) -> { a.isBiggerThan(b) } );
其中 isBiggerThan 是CustomClass
. 我们也可以在这里使用方法引用:
list.sort(MyClass::isBiggerThan);
开源安全镜像项目将上述一些解决方案推广到一个库中,该库向 Java 添加了函数、委托和事件。
有关功能的备忘单,请参阅 README 或此 stackoverflow 答案。
至于函数,该库引入了一个 Fun 接口,以及一些子接口(与泛型一起)构成了一个流畅的 API,用于将方法用作类型。
Fun.With0Params<String> myFunctionField = " hello world "::trim;`
Fun.With2Params<Boolean, Object, Object> equals = Objects::equals;`
public void foo(Fun.With1ParamAndVoid<String> printer) throws Exception {
printer.invoke("hello world);
}
public void test(){
foo(System.out::println);
}
注意:
- 您必须选择与您所定位的签名中的参数数量相匹配的子接口。Fx,如果只有一个参数,选择Fun.With1Param。
- 泛型用于定义 A)返回类型和 B)签名的参数。
另外,请注意传递给 foo() 方法调用的方法引用的签名必须与方法 Foo 定义的 Fun 匹配。如果没有,编译器将发出错误。