我在研究Java 8源代码时,发现这部分代码非常令人惊讶:

// Defined in IntPipeline.java
@Override
public final OptionalInt reduce(IntBinaryOperator op) {
    return evaluate(ReduceOps.makeInt(op));
}

@Override
public final OptionalInt max() {
    return reduce(Math::max); // This is the gotcha line
}

// Defined in Math.java
public static int max(int a, int b) {
    return (a >= b) ? a : b;
}

max是一个方法指针吗?一个正常的静态方法如何转换为IntBinaryOperator?


当前回答

关于::方法引用的作用,前面的回答相当完整。总而言之,它提供了一种在不执行方法(或构造函数)的情况下引用方法(或构造函数)的方法,并且在计算时,它创建了提供目标类型上下文的函数接口实例。

下面是两个示例,在使用::方法引用和不使用::方法引用的情况下查找ArrayList中具有最大值的对象。解释见下面的评论。


不使用::

import java.util.*;

class MyClass {
    private int val;
    MyClass (int v) { val = v; }
    int getVal() { return val; }
}

class ByVal implements Comparator<MyClass> {
    // no need to create this class when using method reference
    public int compare(MyClass source, MyClass ref) {
        return source.getVal() - ref.getVal();
    }
}

public class FindMaxInCol {
    public static void main(String args[]) {
        ArrayList<MyClass> myClassList = new ArrayList<MyClass>();
        myClassList.add(new MyClass(1));
        myClassList.add(new MyClass(0));
        myClassList.add(new MyClass(3));
        myClassList.add(new MyClass(6));

        MyClass maxValObj = Collections.max(myClassList, new ByVal());
    }
}

使用::

import java.util.*;

class MyClass {
    private int val;
    MyClass (int v) { val = v; }
    int getVal() { return val; }
}

public class FindMaxInCol {
    static int compareMyClass(MyClass source, MyClass ref) {
        // This static method is compatible with the compare() method defined by Comparator.
        // So there's no need to explicitly implement and create an instance of Comparator like the first example.
        return source.getVal() - ref.getVal();
    }

    public static void main(String args[]) {
        ArrayList<MyClass> myClassList = new ArrayList<MyClass>();
        myClassList.add(new MyClass(1));
        myClassList.add(new MyClass(0));
        myClassList.add(new MyClass(3));
        myClassList.add(new MyClass(6));

        MyClass maxValObj = Collections.max(myClassList, FindMaxInCol::compareMyClass);
    }
}

其他回答

关于::方法引用的作用,前面的回答相当完整。总而言之,它提供了一种在不执行方法(或构造函数)的情况下引用方法(或构造函数)的方法,并且在计算时,它创建了提供目标类型上下文的函数接口实例。

下面是两个示例,在使用::方法引用和不使用::方法引用的情况下查找ArrayList中具有最大值的对象。解释见下面的评论。


不使用::

import java.util.*;

class MyClass {
    private int val;
    MyClass (int v) { val = v; }
    int getVal() { return val; }
}

class ByVal implements Comparator<MyClass> {
    // no need to create this class when using method reference
    public int compare(MyClass source, MyClass ref) {
        return source.getVal() - ref.getVal();
    }
}

public class FindMaxInCol {
    public static void main(String args[]) {
        ArrayList<MyClass> myClassList = new ArrayList<MyClass>();
        myClassList.add(new MyClass(1));
        myClassList.add(new MyClass(0));
        myClassList.add(new MyClass(3));
        myClassList.add(new MyClass(6));

        MyClass maxValObj = Collections.max(myClassList, new ByVal());
    }
}

使用::

import java.util.*;

class MyClass {
    private int val;
    MyClass (int v) { val = v; }
    int getVal() { return val; }
}

public class FindMaxInCol {
    static int compareMyClass(MyClass source, MyClass ref) {
        // This static method is compatible with the compare() method defined by Comparator.
        // So there's no need to explicitly implement and create an instance of Comparator like the first example.
        return source.getVal() - ref.getVal();
    }

    public static void main(String args[]) {
        ArrayList<MyClass> myClassList = new ArrayList<MyClass>();
        myClassList.add(new MyClass(1));
        myClassList.add(new MyClass(0));
        myClassList.add(new MyClass(3));
        myClassList.add(new MyClass(6));

        MyClass maxValObj = Collections.max(myClassList, FindMaxInCol::compareMyClass);
    }
}

所以我在这里看到了大量的答案,坦率地说,它们过于复杂,这是一种保守的说法。

答案很简单:**::被称为方法引用。在Method References中,如果向下滚动到表格,可以找到所有的信息。


现在,让我们来简单了解一下什么是方法引用:

A::b在一定程度上替代了以下内联lambda表达式:(parameters…)-> A.b(parameter…)

要将此与您的问题联系起来,有必要理解Java lambda表达式。这并不难。

内联lambda表达式类似于已定义的函数接口(即具有不多于一个方法的接口)。

让我们来看看我的意思:

InterfaceX f = (x) -> x*x;

InterfaceX必须是功能接口。任何函数接口,对于编译器来说,InterfaceX唯一重要的是你定义了格式:

InterfaceX可以是以下任何一种:

interface InterfaceX
{
    public Integer callMe(Integer x);
}

或:

interface InterfaceX
{
    public Double callMe(Integer x);
}

或者更一般的说法:

interface InterfaceX<T, U>
{
    public T callMe(U x);
}

让我们以第一个例子和前面定义的内联lambda表达式为例。

在Java 8之前,你可以这样定义它:

 InterfaceX o = new InterfaceX(){
                        public int callMe(int x)
                        {
                            return x*x;
                        }
                    };

功能上是一样的。不同之处在于编译器如何感知它。

现在我们已经了解了内联lambda表达式,让我们返回到方法reference(::)。假设你有一个这样的类:

class Q {
    public static int anyFunction(int x)
    {
        return x + 5;
    }
}

由于方法anyFunctions与InterfaceX callMe具有相同的类型,我们可以用一个方法引用来等效这两个方法。

我们可以这样写:

InterfaceX o =  Q::anyFunction;

这就相当于:

InterfaceX o = (x) -> Q.anyFunction(x);

方法引用的一个很酷的优点是,在将它们分配给变量之前,它们都是无类型的。因此,您可以将它们作为参数传递给任何具有相同外观(具有相同定义类型)的函数接口。这正是你的情况。

在Java 8中,Streams Reducer作为一个函数,它接受两个值作为输入,并在经过一些计算后返回结果。这个结果被输入到下一个迭代中。

在Math:max函数的情况下,该方法会不断返回传递的两个值中的最大值,最终您将得到最大的数字。

在运行时,它们的行为完全相同。字节码可能不相同(对于上面的情况,它生成相同的字节码(编译上面的代码并检查javaap -c;))。

在运行时,它们的行为完全相同。方法(math::max)生成相同的数学结果(编译上面的代码并检查javap -c;))。

通常,我们会使用Math调用reduce方法。Max (int, int)如下:

reduce(new IntBinaryOperator() {
    int applyAsInt(int left, int right) {
        return Math.max(left, right);
    }
});

这需要大量的语法来调用Math.max。这就是lambda表达式发挥作用的地方。因为Java 8允许它以更短的方式做同样的事情:

reduce((int left, int right) -> Math.max(left, right));

这是如何工作的呢?java编译器“检测”到你想要实现一个接受两个int型并返回一个int型的方法。这等价于接口IntBinaryOperator的唯一方法的形式参数(要调用的方法reduce的参数)。所以编译器会帮你完成剩下的工作——它只是假设你想要实现IntBinaryOperator。

但作为数学。max(int, int)本身满足IntBinaryOperator的形式要求,它可以直接使用。因为Java 7没有任何允许方法本身作为参数传递的语法(你只能传递方法结果,但不能传递方法引用),所以Java 8引入了::语法来引用方法:

reduce(Math::max);

注意,这将由编译器解释,而不是由JVM在运行时解释!虽然它为所有三个代码段生成了不同的字节码,但它们在语义上是相等的,因此后两个可以被认为是上面IntBinaryOperator实现的简短(而且可能更有效)版本!

(参见Lambda表达式的翻译)