Java 方法引用

学习目标

理解 Java 方法引用的基本概念与使用场景
掌握四种方法引用的语法与适用条件
能够将 Lambda 表达式简化为方法引用
熟悉方法引用与函数式接口的配合方式

什么是方法引用

Java 方法引用是 Java 8 引入的一种语法特性，用于以更简洁的方式引用已存在的方法，而无需实际调用它。它是 Lambda 表达式的进一步简化形式，旨在提升代码的可读性并减少样板代码。方法引用使用双冒号 :: 操作符，并且只能用于函数式接口（即仅包含一个抽象方法的接口）。

关键前提：只有当 Lambda 表达式体中仅调用一个已有方法时，才能使用方法引用进行替换。

方法引用的四种类型

1. 静态方法引用

引用类的静态方法，使用 类名::静态方法名 的形式。

import java.util.*;

class MathUtil {
    static void square(int n) {
        System.out.println(n * n);
    }
}

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(2, 3, 4);
        list.forEach(MathUtil::square);
    }
}

输出：

4
9
16

等价于 Lambda 表达式：

list.forEach(n -> MathUtil.square(n));

适用于工具类中的静态方法（如 Math.abs, Collections.sort 等）

2. 特定对象的实例方法引用

引用某个已创建对象的实例方法，使用 对象引用::实例方法名。

import java.util.*;

class Printer {
    void print(String msg) {
        System.out.println(msg);
    }
}

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Printer printer = new Printer();
        List<String> data = Arrays.asList("Java", "Spring", "Boot");
        data.forEach(printer::print);
    }
}

输出：

Java
Spring
Boot

等价于：

data.forEach(msg -> printer.print(msg));

适用于需要复用某个特定对象行为的场景

3. 任意对象的实例方法引用

引用某类任意实例的实例方法，使用 类名::实例方法名。运行时，该方法会作用于流或集合中的每个元素。

import java.util.*;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("java", "spring", "microservice");
        
        names.stream()
             .map(String::toUpperCase)
             .forEach(System.out::println);
    }
}

输出：

JAVA
SPRING
MICROSERVICE

等价于：

names.stream()
     .map(name -> name.toUpperCase())
     .forEach(s -> System.out.println(s));

广泛用于 Stream API 中对元素进行转换、比较等操作（如 String::length, Integer::compareTo）

4. 构造器引用

引用类的构造方法，使用 类名::new，常用于通过函数式接口创建对象。

import java.util.function.Supplier;

class Student {
    Student() {
        System.out.println("Student object created");
    }
}

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Supplier<Student> supplier = Student::new;
        supplier.get(); // 触发构造
    }
}

输出：

Student object created

等价于：

Supplier<Student> supplier = () -> new Student();

常与 Supplier<T>、Function<T,R> 等函数式接口配合，实现工厂模式或延迟初始化

与函数式接口的关系

方法引用必须与函数式接口配合使用。其核心要求是：

函数式接口的抽象方法签名（参数类型、返回值）必须与被引用方法兼容
常见的函数式接口包括：
- Consumer<T>：接收一个参数，无返回（如 System.out::println）
- Supplier<T>：无参，有返回（如 LocalDateTime::now）
- Function<T, R>：接收一个参数，返回一个结果（如 String::toLowerCase）
- Predicate<T>：接收一个参数，返回布尔值（如 String::isEmpty）

应用示例

List<String> fruits = Arrays.asList("Banana", "Apple", "Mango");

// 使用方法引用进行忽略大小写的排序
fruits.sort(String::compareToIgnoreCase);

此处 String::compareToIgnoreCase 是一个 (String, String) -> int 类型的方法，恰好匹配 Comparator<String> 接口的 compare 方法签名。

重点总结

方法引用是 Lambda 表达式的语法糖，用于简化对已有方法的调用
共有四种类型：静态方法、特定对象实例方法、任意对象实例方法、构造器
必须与函数式接口配合使用，且方法签名需匹配
能显著提升代码简洁性和可读性，尤其在 Stream 和集合操作中
不能用于调用多个方法或包含复杂逻辑的场景

思考题

为什么 Arrays.asList("a", "b").stream().map(String::new) 这段代码无法编译？请分析原因。
在什么情况下，你更倾向于使用 Lambda 表达式而不是方法引用？举例说明。
尝试将以下 Lambda 表达式改写为方法引用：
```
list.sort((s1, s2) -> s1.compareTo(s2));
```

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学习目标

什么是方法引用

方法引用的四种类型

1. 静态方法引用

2. 特定对象的实例方法引用

3. 任意对象的实例方法引用

4. 构造器引用

与函数式接口的关系

重点总结

思考题