java 函数式接口有哪些(Java函数式接口列表)

Java函数式接口作为Java 8引入的核心特性之一，彻底改变了面向对象编程的范式，为开发者提供了更灵活、简洁的代码编写方式。函数式接口是指仅包含一个抽象方法的接口，可通过Lambda表达式或方法引用进行实例化，其设计初衷是为函数式编程提供基础支持。通过定义单一职责的接口，Java将行为与数据解耦，使得代码更具可读性和可维护性。例如，在集合操作、事件处理、多线程等场景中，函数式接口能够显著简化代码逻辑。同时，Java标准库中预定义了多个常用函数式接口（如Consumer、Supplier、Function等），覆盖了从参数消费到数据转换的多种需求。这些接口不仅支持类型安全的操作，还能通过默认方法扩展功能，成为Java函数式编程生态的重要基石。

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一、基础型函数式接口

基础型函数式接口是Java标准库中最核心的接口，主要用于处理单一输入输出逻辑。

接口名称	参数类型	返回类型	核心作用
Consumer	T	void	接受输入参数并执行操作，无返回值
Supplier	无	T	生成并返回新实例，无输入参数
Function	T	R	接收输入并返回处理后的结果
Predicate	T	boolean	判断输入参数是否满足条件

以Consumer为例，其典型应用场景是遍历集合时对元素执行操作，例如：

java
List list = Arrays.asList("A", "B");
list.forEach(s -> System.out.println(s)); // Consumer实现

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二、双参数函数式接口

双参数接口用于处理需要两个输入参数的场景，常用于复合操作或键值对处理。

接口名称	参数类型	返回类型	典型场景
BiConsumer	T, U	void	处理两个输入参数（如Map遍历）
BiFunction	T, U	R	合并两个参数并返回结果
BiPredicate	T, U	boolean	判断两个参数是否满足条件

例如，BiFunction可用于合并两个字符串：

java
BiFunction concat = (a, b) -> a + b;
String result = concat.apply("Hello", "World"); // 输出"HelloWorld"

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三、原始类型特化接口

为避免自动装箱带来的性能损耗，Java提供了针对原始类型的特化接口。

通用接口	原始类型特化示例	适用场景
Consumer	IntConsumer、LongConsumer、DoubleConsumer	数值型参数处理
Function	IntFunction、LongFunction	原始类型到对象的转换
Supplier	IntSupplier、LongSupplier	原始类型实例生成

例如，IntSupplier可直接生成int类型值：

java
IntSupplier randomInt = () -> ThreadLocalRandom.current().nextInt();
int num = randomInt.getAsInt();

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四、复合操作接口

复合操作接口用于将多个函数组合成单一逻辑，支持链式调用。

接口名称	核心方法	功能描述
UnaryOperator	apply(T t)	单参数操作并返回同类型结果
BinaryOperator	apply(T t1, T t2)	双参数操作并返回同类型结果

例如，UnaryOperator可实现字符串转大写：

java
UnaryOperator toUpperCase = String::toUpperCase;
String result = toUpperCase.apply("hello"); // 输出"HELLO"

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五、异常处理接口

部分函数式接口允许抛出受检异常，需通过包装类实现。

接口类型	异常处理方式	示例
CheckedConsumer	声明throws异常	文件操作时抛出IOException
CheckedFunction	通过泛型声明异常	数据库查询时抛出SQLException
CheckedRunnable	无参数但抛出异常	资源释放时抛出清理异常

例如，使用CheckedRunnable处理异常：

java
CheckedRunnable task = () ->
if (true) throw new IOException("Error");
;
try
task.run();
catch (IOException e) / 处理异常 /

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六、流式操作专用接口

Stream API依赖特定函数式接口实现数据转换与聚合。

接口类别	代表接口	流操作阶段	作用
中间操作	Predicate（过滤）	过滤符合条件的元素	filter()
中间操作	Function（映射）	转换元素类型或值	map()
终端操作	Collector	自定义收集器	collect()

例如，Predicate在过滤中的应用：

java
List numbers = Arrays.asList(1, 2, 3);
List even = numbers.stream()
.filter(n -> n % 2 == 0) // Predicate实现
.collect(Collectors.toList());

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七、默认方法与静态方法扩展

函数式接口可通过默认方法扩展功能，增强灵活性。

IntStream.range(int start, int end)Function.identity()

扩展类型	示例接口	扩展功能
默认方法	Comparator	reversed()反转排序逻辑
静态方法	生成数值流
默认+静态组合	直接返回输入参数

例如，Comparator的默认方法：

java
Comparator naturalOrder = Integer::compareTo;
Comparator reverseOrder = naturalOrder.reversed(); // 调用默认方法

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八、自定义函数式接口

开发者可根据需求定义自己的函数式接口，需使用FunctionalInterface注解。

定义要求	示例	应用场景
单一抽象方法	FunctionalInterface interface MyInterface void execute();	特定业务逻辑封装
允许默认方法	interface Service default void log() System.out.println("Executing");	日志记录等通用功能
泛型支持	FunctionalInterface interface Transformer R transform(T t);	通用数据转换

例如，自定义文件处理器接口：

java
FunctionalInterface
interface FileProcessor
void process(File file) throws IOException;
default void log(String message) System.out.println(message);
FileProcessor processor = file -> / 处理逻辑 / ;

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Java函数式接口的设计体现了泛型、类型安全和函数式编程的深度融合。通过预定义接口与自定义扩展的结合，开发者既能利用标准库的高效实现，又能针对复杂场景灵活适配。未来随着Project Loom等项目的推进，函数式接口可能在轻量级并发、异步编程等领域发挥更大作用。值得注意的是，过度使用函数式接口可能导致代码可读性下降，需在简洁性与明确性之间找到平衡。此外，原始类型特化接口的性能优势、默认方法的扩展能力，以及流式操作的专用接口，共同构建了Java函数式编程的完整生态。在微服务、大数据处理等现代场景中，函数式接口已成为提升开发效率和代码质量的关键工具。