java8中的方法引用（Method Reference）

本文旨在用通俗易懂的语言讲解Java8中引入的一个语法糖--方法引用（method reference）

什么是方法引用？

对一个类某个方法进行引用。形式大致为：

类型::方法名(构造方法为类型::new)
对象::方法名

例子：

String的静态方法valueOf对应的方法引用为String::valueOf
Object的构造方法对应的方法引用为Object::new
调用对象o的实例方法hashCode对应的方法引用为o::hashCode

方法引用有什么用？

在讲方法引用有什么用之前，先介绍一下lambda表达式

Lambda表达式

在Java8出现之前，当我们需要创建某个接口的一个实例时，通常的做法是：

创建接口的一个实现类，然后通过该类来创建实例

interface A {
    void say(String s);
}

class AImpl implemnets A {
    @Override
    public void say(String s) {
        System.out.println(s);
    }
}
A a = new AImpl();

通过匿名内部类的形式

interface A {
    void say(String s);
}
A a = new A() {
    @Override
    public void say(String s) {
       System.out.println(s);
    }
}

如果实现类只会被使用一次，通过匿名内部类的方式更简洁。

有相当一部分接口实际上只有一个抽象方法（default方法不是抽像方法），对于这样的接口，我们称之为函数式接口。比如Comparator、Runnable等接口。

image

jdk中的函数式接口的声明处一般都有@FunctionalInterface注解，加上这个注解的接口，如果不满足函数式接口的规范（只有一个抽象方法），编译器就会报错。

image

对于函数式接口，Java8引入lambda表达式来进一步简化匿名内部类的写法，因此非函数式接口是不能用lambda表达式的形式来创建接口的实例。

lambda表达式在许多语言中都有，比如在JavaScript中是=>表示的函数写法，在Java中则是->。

Lambda表达式的形式：

(参数1,参数2,...) -> {
    // 抽象方法实现的代码块
    ...
}

如果参数只有1个，则可以省略掉括号
如果代码块中只有一行代码，则可以省略掉花括号和代码块结尾的分号
如果代码块中只有一条语句，且该语句为return语句，则可以将return省略

一个比较简短的lambda表达式长这样：

a -> a+1
() -> System.out.println("hello world！")

进一步简化lambda表达式

方法引用的引出是为了简化代码，简化什么代码呢？答案就是简化lambda表达式，而且是对于只有一行代码的lambda表达式。下面来看几个案例：

将一个整型数字转换成对应的字符串

// 接口
interface A {
   String m(Integer i);
}

// 创建A的一个实例，lambda表达式写法
A a = i -> String.valueOf(i);
a.m(1); // 输出 "1"

将一个整型字符串转换成整型数字

// 接口
interface A {
   Integer m(String s);
}

// 创建A的一个实例，lambda表达式写法
A a = s -> Integer.valueOf(s);
a.m("1"); // 输出 1

对于上面的两个lambda表达式，都是这样的一种情况：lambda的形参作为某个静态方法的实参传入，在实际编程中有太多类似的这样的情况，因此对于这种代码，引入了方法引用进行简化，以上两个lambda表达式用方法引用的写法如下：

A a = String::valueOf
A a = Integer::valueOf

方法引用的几种形式

下面介绍我总结的几种方法引用的转换形式：

类名::静态方法名
对象::实例方法名
类名::实例方法名
类型::new（构造方法的引用）

类名::静态方法名

lambda表达式中调用某个类的静态方法，且lambda的形参作为静态方法的参数传入，并且lambda的方法返回类型要和静态方法的返回类型对应上。如：

str -> Integer.parseInt(str) 
对应的方法引用：
Integer::parseInt

image

采用擦除法，去掉左右两边一致的参数表

对象::实例方法名

lambda表达式中调用某个对象的某个方法，并且lambda的形参作为该方法的实参，并且lambda的方法返回类型要和实例方法的返回类型对应。如：

class A {
  void a(String s) {
    System.out.println(s);
  }
}

interface B {
  void b(String s);
}

A a = new A();
B b = s -> a.a(s); // 等价于 B b = a::a;

image

同样是擦除法记忆，去掉左右两边一致的参数表

类名::实例方法名

lambda表达式中调用lambda形参中第一个参数的某个实例方法，并且lambda形参剩余的n-1个参数作为这个实例方法的实参，并且lambda的方法返回类型要和实例方法的返回类型对应。

str -> str.toLowerCase(); // 对应方法引用写法：String::toLowerCase

image

类型::new

类型我们分为基本数据类型和引用类型.

基本数据类型

对于普通基本数据类型没有new的操作，但是创建对应的数组则是通过关键字new来完成，lambda的形参作为数组的长度传入，比如：

image

引用类型

lambda的形参作为某个类的构造方法的实参，如：

image

总结

方法引用可使得Java代码编写起来更加简短，所有方法引用的写法都需要满足lambda方法的返回值类型与方法引用的返回值类型一致，即：

lambda 方法返回值类型为void ，则方法引用的返回值可以是void或者非void
lambda方法返回值非void，则方法引用的返回值类型要保持相同或者符合里氏置换原则（LSP）