本文旨在用通俗易懂的語言講解Java8中引入的一個語法糖--方法引用（method reference）

什么是方法引用？

對一個類某個方法進行引用。形式大致為：

• 類型::方法名(構造方法為類型::new)
• 對象::方法名

例子：

• String的靜態方法valueOf對應的方法引用為String::valueOf
• Object的構造方法對應的方法引用為Object::new
• 調用對象o的實例方法hashCode對應的方法引用為o::hashCode

方法引用有什么用？

在講方法引用有什么用之前，先介紹一下lambda表達式

Lambda表達式

在Java8出現之前，當我們需要創建某個接口的一個實例時，通常的做法是：

• 創建接口的一個實現類，然后通過該類來創建實例

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

• 通過匿名內部類的形式

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

如果實現類只會被使用一次，通過匿名內部類的方式更簡潔。

有相當一部分接口實際上只有一個抽象方法（default方法不是抽像方法），對于這樣的接口，我們稱之為函數式接口。比如Comparator、Runnable等接口。

image

jdk中的函數式接口的聲明處一般都有@FunctionalInterface注解，加上這個注解的接口，如果不滿足函數式接口的規范（只有一個抽象方法），編譯器就會報錯。

image

image

對于函數式接口，Java8引入lambda表達式來進一步簡化匿名內部類的寫法，因此非函數式接口是不能用lambda表達式的形式來創建接口的實例。

lambda表達式在許多語言中都有，比如在JavaScript中是=>表示的函數寫法，在Java中則是->。

Lambda表達式的形式：

(參數1,參數2,...) -> {
    // 抽象方法實現的代碼塊
    ...
}

1. 如果參數只有1個，則可以省略掉括號
2. 如果代碼塊中只有一行代碼，則可以省略掉花括號和代碼塊結尾的分號
3. 如果代碼塊中只有一條語句，且該語句為return語句，則可以將return省略

一個比較簡短的lambda表達式長這樣：

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

進一步簡化lambda表達式

方法引用的引出是為了簡化代碼，簡化什么代碼呢？答案就是簡化lambda表達式，而且是對于只有一行代碼的lambda表達式。下面來看幾個案例：

1. 將一個整型數字轉換成對應的字符串

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

// 創建A的一個實例，lambda表達式寫法
A a = i -> String.valueOf(i);
a.m(1); // 輸出 "1"

2. 將一個整型字符串轉換成整型數字

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

// 創建A的一個實例，lambda表達式寫法
A a = s -> Integer.valueOf(s);
a.m("1"); // 輸出 1

對于上面的兩個lambda表達式，都是這樣的一種情況：lambda的形參作為某個靜態方法的實參傳入，在實際編程中有太多類似的這樣的情況，因此對于這種代碼，引入了方法引用進行簡化，以上兩個lambda表達式用方法引用的寫法如下：

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

方法引用的幾種形式

下面介紹我總結的幾種方法引用的轉換形式：

• 類名::靜態方法名
• 對象::實例方法名
• 類名::實例方法名
• 類型::new（構造方法的引用）

類名::靜態方法名

lambda表達式中調用某個類的靜態方法，且lambda的形參作為靜態方法的參數傳入，并且lambda的方法返回類型要和靜態方法的返回類型對應上。如：

str -> Integer.parseInt(str) 
對應的方法引用：
Integer::parseInt

image

采用擦除法，去掉左右兩邊一致的參數表

對象::實例方法名

lambda表達式中調用某個對象的某個方法，并且lambda的形參作為該方法的實參，并且lambda的方法返回類型要和實例方法的返回類型對應。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); // 等價于 B b = a::a;

image

同樣是擦除法記憶，去掉左右兩邊一致的參數表

類名::實例方法名

lambda表達式中調用lambda形參中第一個參數的某個實例方法，并且lambda形參剩余的n-1個參數作為這個實例方法的實參，并且lambda的方法返回類型要和實例方法的返回類型對應。

str -> str.toLowerCase(); // 對應方法引用寫法：String::toLowerCase

image

類型::new

類型我們分為基本數據類型和引用類型.

1. 基本數據類型

對于普通基本數據類型沒有new的操作，但是創建對應的數組則是通過關鍵字new來完成，lambda的形參作為數組的長度傳入，比如：

image

2. 引用類型

lambda的形參作為某個類的構造方法的實參，如：

image

總結

方法引用可使得Java代碼編寫起來更加簡短，所有方法引用的寫法都需要滿足lambda方法的返回值類型與方法引用的返回值類型一致，即：

• lambda 方法返回值類型為void ，則方法引用的返回值可以是void或者非void

• lambda方法返回值非void，則方法引用的返回值類型要保持相同或者符合里氏置換原則（LSP）