Methodenschnittstellen in Java 

Eine Schnittstelle  ist – etwas vereinfacht gesagt – eine Klasse, von der aber keine Objekte mit »new« angelegt werden können. Sie enthält nur Methodenköpfe, aber noch keine vollständigen Definitionen der Methoden. Ihren Methoden fehlt der Methodenrumpf, also die Implementation. Solche eine Methode, die nur aus einem Kopf ohne Rumpf besteht, wird auch als eine abstrakte Methode bezeichnet.

Eine Schnittstelle, welche genau eine  abstrakte Methode enthält (wie Runnable, Callable, ActionListener, Gegenbeispiel: java.awt.event.MouseListener) nennen wir auch eine Methodenschnittstelle  (funktionale Schnittstelle ).

Eine Implementation einer Schnittstelle  ist ein Objekt, welches zu allen Methoden der Schnittstelle auch noch Implementationen (als Methodenrümpfe) enthält.

Methodenliterale  sind Implementationen von Methodenschnittstellen, sie bestehen im wesentlich aus einem Methodenrumpf.

Eine Methodenschnittstelle legt den Kopf einer Methode fest, ein Methodenliteral den Rumpf.

Wenn man eine Methodenschnittstelle mit einem Methodenliteral zusammenfügt, so erhält man eine vollständig Methode.

Zuweisung an Variable

Synopsis von »java.lang.Runnable«

public interface Runnable { public void run(); }

Main.java

public final class Main
{ public static void main( final java.lang.String[] args )
  { final java.lang.Runnable r = () -> java.lang.System.out.println( "alpha" );
    java.lang.System.out.println( "beta" );
    r.run(); }}

transcript

beta
alpha

Effektive run-Methode von »r«

public void run(){ java.lang.System.out.println( "alpha" ); }

Beispiele

Wir stellen hier nur eine Auswahl von Methodenschnittstellen vor.

Eine Methodenschnittstelle ist eine Schnittstelle, die – wenn es sonst keine passendere Schnittstelle in einem bestimmten Fall gibt – als Schnittstelle (Typ) eines Methodenausdrucks dient.

Die Methodenschnittstellen im Paket java.util.function wurden extra dafür geschaffen als Methodenschnittstellen verwendet zu werden.

http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/function/package-summary.html

Lazy Evaluation

Main.java

public final class Main
{
  public static void evaluateLater( final java.lang.Runnable expression )
  { java.lang.System.out.printf
    ( "The expression%n'java.lang.System.out.println( \"alpha\" )'%n" +
      "has not been evaluated yet.%n%n" );
    expression.run(); }
  public static void main( final java.lang.String[] args )
  { evaluateLater( () -> java.lang.System.out.println( "alpha" ) ); }}

transcript

The expression
'java.lang.System.out.println( "alpha" )'
has not been evaluated yet.

alpha

»accept«-Schnittstellen

»java.util.function.Consumer«

Eine Methode mit einem Parameter und ohne Resultat

package java.util.function;
@FunctionalInterface public interface Consumer< P >
{ void accept( P p ); }

Beispiel

java.util.function.Consumer< java.lang.String >consumer = x ->{ java.lang.System.out.println( x ); };
consumer.accept( "abc" );

»java.util.function.BiConsumer< P, P1 >«

Wie Consumer, aber mit zwei Parametern

»get«-Schnittstellen

»java.util.function.Supplier< R >«

Eine Methode, die keine Parameter hat und ein Resultat liefert

wohl nicht erlaubt: Pfeilmethoden können nicht direkt aufgerufen werden (ungetestet), sondern nur über .get() und ähnliche Methoden

( x -> x )( 2 )

Das folgende Beispiel zeigt wie Ausdrücke mit beliebigen Wirkungen und Werten  geschrieben und ausgewertet werden können. Der Ausdruck zwischen »return« und »+« hat die Wirkung der Ausgabe  von »2« sowie den Wert »3«.

Main.java

public final class Main
{
  public static int m()
  { return

    ( ( java.util.function.Supplier< java.lang.Integer > )
      ( () ->{ java.lang.System.out.println( 2 ); return 3; } )).get()

    + 7; }
  public static void main( final java.lang.String[] args )
  { java.lang.System.out.println( m() ); }}

Protokoll

2
10

Tabelle (Fragment)

Schnittstelle                      Name  Muster
java.util.function.Supplier< T >   get   ()->{ ... return (T)... }

»apply«-Schnittstellen

»java.util.function.Function< P, R >«

Eine Methode, die einen Parameter hat und ein Resultat liefert

Beispiel

Main.java

public final class Main
{
  public static void main( final java.lang.String[] args )
  { java.lang.System.out.println
    ( ( ( java.util.function.Function
          < java.lang.Integer, java.lang.Integer >)x -> x * x )
      .apply( 65 )); }}

Protokoll

4225

Beispiel

java.util.function.Function< java.lang.Long, java.util.Date >f = java.util.Date::new;

Beispiel

java.util.function.Function< java.lang.String, java.lang.String >m = System::getProperty;

»java.util.function.BiFunction< P, P1, R >«

Eine Methode, die zwei Parameter hat und ein Resultat liefert

Beispiel

java.util.function.BiFunction< java.lang.String, java.lang.String, java.lang.String >g = (x, y) -> x + y;
java.lang.System.out.println( g.apply( "alpha", "beta" ));

Beispiel

java.util.function.BiFunction< java.lang.String, java.lang.String, java.lang.String >g = java.lang.System::getProperty;

»test«-Schnittstellen

»java.util.function.Predicate< P >«

Eine Methode, die einen Parameter hat und ein boolean-Resultat liefert

public interface Predicate< T >{ boolean test( T x ); }

Beispiel

java.util.function.Predicate< java.lang.String >p = x -> x.contains( "t" );
java.lang.System.out.println( p.test( "alpha" ));

»java.util.function.BiPredicate< P, P1 >«

Eine Methode, die zwei Parameter hat und ein boolean-Resultat liefert

(Ein „Biprädikat“ nennt man in der Mathematik eigentlich eine „Relation“.)

Beispiel

java.util.function.BiPredicate< java.lang.Integer, java.lang.Integer >r =( i, j )-> i < j;
java.lang.System.out.println( r.test( 3, 4 ));

»applyAsInt«-Schnittstellen

»java.util.function.IntFunction< P >«

java.util.function.IntFunction< P > ähnelt java.util.function.Function< P, java.lang.Integer >, jedoch wird die Verwendung einer Hüllklasse vermieden.

Beispiel

java.util.function.IntFunction< java.lang.String >f = x-> x.length();
java.lang.System.out.println( f.applyAsInt( "abc" ));

Beispiel

java.util.function.IntFunction< java.lang.String >l = String::length;

Auch für einige andere Schnittstellen und einige andere elementare Typen gibt es solche Schnittstellen, wie beispielsweise »java.util.function.IntSupplier«, die hier nicht alle aufgelistet werden.

Beispiel

java.util.function.IntSupplier l = "example"::length;

»run«-Schnittstellen

»java.lang.Runnable«

Diese klassische Schnittstellen kann ebenfalls als Methodenschnittstellen verwendet werden. Sie bietet sich besonders für Methoden ohne Parameter und ohne Resultat an, welche auch „Blöcke“ genannt werden.

»call«-Schnittstellen

»java.util.concurrent.Callable< R >«

Diese klassische Schnittstelle ähnelt »java.util.function.Supplier< R >«.

Anmerkungen

nicht erlaubt: Pfeilmethoden können nicht direkt ausgegeben werden

System.out.println( x -> x );

TRG

Main.java

final class Acceptor
implements java.util.function.Consumer< java.lang.String >
{ @java.lang.Override
  public void accept( final java.lang.String word )
  { java.lang.System.out.printf( "Tomaten%nRotkohl Gruenkohl%n%s%n", word ); }}
public final class Main
{ public static void main( final java.lang.String[] args )
  { java.util.Arrays.asList( "Gurken", "Spinat", "Kohlrabi" ).
    forEach( new Acceptor() ); }}

Protokoll

Tomaten
Rotkohl Gruenkohl
Gurken
Tomaten
Rotkohl Gruenkohl
Spinat
Tomaten
Rotkohl Gruenkohl
Kohlrabi

Main.java

public final class Main
{ public static void main( final java.lang.String[] args )
  { java.util.Arrays.asList( "Gurken", "Spinat", "Kohlrabi" ).
    forEach
    ( new java.util.function.Consumer< java.lang.String >()
      { @java.lang.Override
        public void accept( final java.lang.String word )
        { java.lang.System.out.printf( "Tomaten%nRotkohl Gruenkohl%n%s%n", word ); }} ); }}

Protokoll

Tomaten
Rotkohl Gruenkohl
Gurken
Tomaten
Rotkohl Gruenkohl
Spinat
Tomaten
Rotkohl Gruenkohl
Kohlrabi

Main.java

public final class Main
{ public static void main( final java.lang.String[] args )
  { java.util.Arrays.asList( "Gurken", "Spinat", "Kohlrabi" ).
    forEach( ( java.lang.String x )->{ java.lang.System.out.printf( "Tomaten%nRotkohl Gruenkohl%n%s%n", x ); }); }}

Protokoll

Tomaten
Rotkohl Gruenkohl
Gurken
Tomaten
Rotkohl Gruenkohl
Spinat
Tomaten
Rotkohl Gruenkohl
Kohlrabi

Main.java

public final class Main
{ public static void main( final java.lang.String[] args )
  { java.util.Arrays.asList( "Gurken", "Spinat", "Kohlrabi" ).
    forEach( x ->{ java.lang.System.out.printf( "Tomaten%nRotkohl Gruenkohl%n%s%n", x ); }); }}

Protokoll

Tomaten
Rotkohl Gruenkohl
Gurken
Tomaten
Rotkohl Gruenkohl
Spinat
Tomaten
Rotkohl Gruenkohl
Kohlrabi