函数式接口

本课属于 Coddy Java 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 39 课，共 87 课。

函数式接口是只包含一个抽象方法的接口。这个单方法限制让函数式接口很特别，因为你可以用 lambda 表达式实现它们，从而编写更简洁的代码。

Java 提供了 @FunctionalInterface 注解，用于明确标记一个接口为函数式接口。虽然这是可选的，但如果你不小心添加了第二个抽象方法，这个注解可以帮助编译器发现错误：

@FunctionalInterface
public interface Calculator {
    int calculate(int a, int b);
}

你可以用传统方式通过类实现函数式接口，也可以用 lambda 表达式更简洁地实现：

// 传统实现方式
Calculator adder = new Calculator() {
    @Override
    public int calculate(int a, int b) {
        return a + b;
    }
};

// Lambda 表达式（简短多了！）
Calculator adder = (a, b) -> a + b;

System.out.println(adder.calculate(5, 3));  // 8

函数式接口仍然可以包含默认方法和静态方法，因为这些方法不计入单个抽象方法的规则。Java 的 java.util.function 包提供了许多内置的函数式接口，例如 Predicate、Function 和 Consumer。在使用流和集合时，你会经常遇到它们。

挑战

简单

让我们使用函数式接口和 lambda 表达式来构建一个字符串转换系统。你将创建一个灵活的文本处理器，它可以对字符串应用不同的转换操作，而这一切都由一个函数式接口驱动。

你将把代码分成三个文件：

StringTransformer.java：定义一个表示任意字符串转换操作的函数式接口。使用 @FunctionalInterface 注解标记它，确保它保持函数式接口的特性。你的接口应声明一个名为 transform 的抽象方法，该方法接收一个 String 并返回一个 String。
TextProcessor.java：创建一个使用函数式接口处理文本的类。它应有一个用于保存 StringTransformer 的字段，以及一个用于初始化该字段的构造函数。添加一个名为 process(String text) 的方法，用转换器处理给定文本并返回结果。通过这种设计，你可以在构造函数中传入任意转换行为。
Main.java：使用 lambda 表达式创建不同的转换操作，将所有内容组合起来。你将接收两个输入：一个文本字符串和一个操作类型（upper、lower 或 reverse）。
根据操作类型，使用相应的 lambda 创建一个 TextProcessor：
- upper：将文本转换为大写
- lower：将文本转换为小写
- reverse：反转文本（提示：使用 StringBuilder）
然后，使用输入文本调用 process()，并按以下格式打印结果：Result: [transformed text]

你将接收两个输入：要转换的文本（String）和操作类型（String）。

注意，同一个 TextProcessor 类可以根据传入的 lambda 执行完全不同的操作，这就是函数式接口的强大之处！

亲手试试

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String text = scanner.nextLine();
        String operation = scanner.nextLine();
        
        TextProcessor processor;
        
        // TODO：根据操作类型，用合适的 lambda 创建一个 TextProcessor：
        // “upper”：将文本转换为大写
        // “lower”：将文本转换为小写
        // “reverse”：反转文本（提示：使用 StringBuilder）
        
        // TODO：用输入文本调用 process()，并打印结果
        // 输出格式：“Result: [transformed text]”
    }
}

自我测试

这节课包含一个小测验。开始学习即可作答，并记录你的进度。

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