我有一个方法,大约有十行代码。我想创建更多的方法来做完全相同的事情,除了一个会改变一行代码的小计算。这是一个传递函数指针来替换这一行的完美应用程序,但是Java没有函数指针。我最好的选择是什么?
匿名内部类
假设你想要传入一个带有String参数的函数,该参数返回一个整型。 首先,如果不能重用现有的接口,则必须定义一个接口,该接口的唯一成员是该函数。
interface StringFunction {
int func(String param);
}
接受指针的方法只接受StringFunction实例,如下所示:
public void takingMethod(StringFunction sf) {
int i = sf.func("my string");
// do whatever ...
}
并且会被这样称呼:
ref.takingMethod(new StringFunction() {
public int func(String param) {
// body
}
});
编辑:在Java 8中,你可以用lambda表达式调用它:
ref.takingMethod(param -> bodyExpression);
对于每个“函数指针”,我会创建一个小的函子类来实现你的计算。 定义一个所有类都将实现的接口,并将这些对象的实例传递到更大的函数中。这是“命令模式”和“战略模式”的结合。
@sblundy的例子很好。
您需要创建一个接口,该接口提供您希望传递的函数。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,当你需要传递一个函数时,你可以实现这个接口:
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Function1中传递的参数,如下所示:
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;
}
如果您不需要传递参数,您通常可以使用Runnable而不是自己的接口,或者您可以使用各种其他技术使参数计数不那么“固定”,但这通常是与类型安全的权衡。(或者你可以重写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,其中一些在特定情况下效果更好。)
你可能也会对Java 7中涉及闭包的工作感兴趣:
Java闭包的当前状态是什么?
http://gafter.blogspot.com/2006/08/closures-for-java.html http://tech.puredanger.com/java7/#closures
你也可以这样做(在一些罕见的情况下是有意义的)。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,并且您必须处理方法不存在的情况。
它确实有一个“好处”,即您可以忽略访问限制并调用私有方法(示例中没有显示,但您可以调用编译器通常不允许您调用的方法)。
同样,这在很少的情况下是有意义的,但在那些情况下,这是一个很好的工具。
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);
}
}
当在一行中可以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一个类/文件中。
看看lambdaj
http://code.google.com/p/lambdaj/
特别是它新的闭包特征
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
在用Java编程时,我真正怀念的一件事是函数回调。在递归处理层次结构中,需要不断地呈现这些元素,您希望为每个元素执行特定的操作。比如遍历目录树,或者处理数据结构。我内心的极简主义者讨厌为每个特定的情况定义接口和实现。
有一天我发现自己在想为什么不呢?我们有方法指针——method对象。通过优化JIT编译器,反射调用实际上不再带来巨大的性能损失。此外,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变得微不足道。
随着我对它的深入思考,我意识到OOP范式中的回调需要将对象和方法绑定在一起——进入回调对象。
请查看我的基于反射的Java回调解决方案。免费供任何用途。
@sblundy的回答很好,但匿名内部类有两个小缺陷,主要是它们往往不可重用,其次是庞大的语法。
好处是他的模式扩展到完整的类,而不需要对主类(执行计算的类)进行任何更改。
当你实例化一个新类时,你可以将参数传递到这个类中,这些参数可以作为等式中的常量——所以如果你的一个内部类看起来像这样:
f(x,y)=x*y
但有时你需要的是:
f(x,y)=x*y*2
也许第三个原因是:
f(x,y)=x*y/2
而不是创建两个匿名的内部类或添加一个“传递”参数,你可以创建一个实例化为:
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);
它将简单地将常量存储在类中,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);
但是不可变的类更安全——我找不到一个理由让这样的类成为可变的。
我之所以发布这篇文章,是因为每当我听到匿名的内部类时,我就会感到畏缩——我看到过很多“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的时候使用匿名,并且从来没有重新考虑过他的决定。
哇,为什么不创建一个Delegate类,这并不难,因为我已经为java做了,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,你可以这样做。在java库中是java。lang。reflect。method。
如果你总是使用一个接口,你就必须实现它。在事件处理中,确实没有更好的方法来从处理程序列表中注册/取消注册,但对于委托,你需要传递函数而不是值类型,使委托类处理它outclasses一个接口。
在没有函数数组接口的情况下做同样的事情:
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); } }
好吧,这个帖子已经足够老了,所以我的回答很可能对这个问题没有帮助。但是因为这个帖子帮助我找到了我的解决方案,我还是把它放在这里。
我需要使用一个具有已知输入和已知输出(都是double)的变量静态方法。因此,知道了方法包和名称后,我可以这样工作:
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。
在具体情况下,我用
java.lang.reflect.Method Function = Class.forName("be.qan.NN.ActivationFunctions").getMethod("sigmoid", double.class);
并在以后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);
activity是任意的双精度值。我正在考虑可能做得更抽象和一般化一点,就像SoftwareMonkey所做的那样,但目前我对它的方式很满意。三行代码,没有必要的类和接口,还不错。
方法引用,使用::操作符
当方法接受函数接口时,可以在方法参数中使用方法引用。函数接口是任何只包含一个抽象方法的接口。(一个功能接口可以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作为参数,并返回一个int。数学。Max也接受两个int型并返回一个int型。在这个例子中,A.method(Math::max);使参数。applyAsInt将它的两个输入值发送给Math。返回Math.max的结果。
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,你可以使用:
method1(Class1::method2);
而不是:
method1((arg1, arg2) -> Class1.method2(arg1, arg2));
它是:
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和Java语言规范§15.13中的::(双冒号)操作符。
如果有人试图传递一个函数,该函数使用一组参数来定义其行为,但使用另一组参数来执行,就像Scheme的:
(define (function scalar1 scalar2)
(lambda (x) (* x scalar1 scalar2)))
参见Java中参数定义行为的传递函数
新的Java 8函数接口和方法引用使用::操作符。
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,我们得到了什么?
function Interface——这是一个接口,无论是否带有@FunctionalInterface注释,它只包含一个方法声明。 方法引用-这只是特殊的语法,看起来像这样,objectInstance::methodName,不多不少。 用法示例-只是一个赋值操作符,然后调用接口方法。
您应该仅为侦听器使用函数接口,而且仅用于侦听器!
因为所有其他类似的函数指针都不利于代码的可读性和理解能力。然而,直接方法引用有时很方便,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库,正如Adrian Petrescu上面提到的,它具有类似的功能和语法。
如需进一步研究,请参阅Java 8 Cheatsheet
感谢戴帽子的家伙提供的Java语言规范§15.13链接。
从Java8开始,您可以使用lambdas,它在官方SE 8 API中也有库。
用法: 您只需要使用带有一个抽象方法的接口。 创建一个实例(你可能想使用java SE 8已经提供的实例),如下所示:
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,类似函数指针的功能最接近的替代品是匿名类。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.
}
});
但现在在Java 8中,我们有一个非常简洁的替代方法,称为lambda表达式,它可以用作:
list.sort((a, b) -> { a.isBiggerThan(b) } );
其中isBiggerThan是CustomClass中的一个方法。我们也可以在这里使用方法引用:
list.sort(MyClass::isBiggerThan);
没有一个Java 8的答案给出了一个完整的、内聚的例子,所以它就来了。
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);
开源安全镜像项目将上面提到的一些解决方案泛化到一个向Java添加函数、委托和事件的库中。
有关特性的小抄,请参阅README或此stackoverflow答案。
至于函数,标准库引入了一个Fun接口和一些子接口(与泛型一起),它们组成了一个流畅的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:
必须选择与目标签名中的参数数量相匹配的子接口。Fx,如果它有一个参数,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。如果不这样做,编译器将发出一个错误。
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