Java编程中的标记接口、Lambda表达式与方法引用

# Java编程中的标记接口、Lambda表达式与方法引用 ## 1. 标记接口与标记注解 ### 1.1 标记接口的定义 标记接口是一种不包含任何方法声明的接口，它的作用仅仅是标记实现该接口的类具有某种属性。例如，`Serializable` 接口，一个类实现了这个接口，就表明它的实例可以被写入 `ObjectOutputStream` 进行序列化。 ### 1.2 标记接口与标记注解的比较 #### 1.2.1 标记接口的优势 - **定义类型**：标记接口定义了一个类型，标记类的实例会实现这个类型。这使得在编译时就能捕获一些错误，而使用标记注解则要到运行时才能发现。例如，Java 的序列化机制使用 `Serializable` 标记接口来表明一个类型是可序列化的。如果 `ObjectOutputStream.writeObject` 方法的参数类型是 `Serializable`，那么尝试序列化一个不适合的对象时，编译时就能通过类型检查发现错误。但实际上该方法的参数声明为 `Object` 类型，所以序列化不可序列化对象的错误要到运行时才会出现。 - **更精确的目标定位**：标记接口可以更精确地定位目标。如果一个注解类型的目标是 `ElementType.TYPE`，它可以应用于任何类或接口。但如果一个标记只适用于某个特定接口的实现，将其定义为标记接口，让它扩展该特定接口，就能保证所有标记类型也是该特定接口的子类型。例如，`Set` 接口可以看作是一个受限的标记接口，它只适用于 `Collection` 的子类型，且除了 `Collection` 定义的方法外没有添加新方法。 #### 1.2.2 标记注解的优势 标记注解是更大的注解工具的一部分，因此能在基于注解的框架中保证一致性。 ### 1.3 选择标记注解还是标记接口 - 如果标记要应用于类或接口之外的程序元素，必须使用注解，因为只有类和接口才能实现或扩展接口。 - 如果标记只应用于类和接口，问自己是否想编写一个或多个只接受带有此标记的对象的方法。如果是，优先使用标记接口，这样可以将接口作为方法的参数类型，实现编译时类型检查。 - 如果确定永远不会编写只接受带有此标记的对象的方法，那么使用标记注解可能更好。如果标记是一个大量使用注解的框架的一部分，标记注解是明确的选择。 ## 2. Lambda 表达式与匿名类 ### 2.1 匿名类的使用 历史上，具有单个抽象方法的接口（或很少情况下的抽象类）被用作函数类型，其实例称为函数对象，代表函数或动作。自 1997 年 JDK 1.1 发布以来，创建函数对象的主要方式是匿名类。例如，使用匿名类创建排序比较函数对字符串列表按长度排序： ```java // Anonymous class instance as a function object - obsolete! Collections.sort(words, new Comparator<String>() { public int compare(String s1, String s2) { return Integer.compare(s1.length(), s2.length()); } }); ``` ### 2.2 Lambda 表达式的引入 在 Java 8 中，语言将具有单个抽象方法的接口正式定义为特殊的功能接口，并允许使用 Lambda 表达式创建这些接口的实例。Lambda 表达式与匿名类功能相似，但更简洁。上述代码用 Lambda 表达式替换匿名类后如下： ```java // Lambda expression as function object (replaces anonymous class) Collections.sort(words, (s1, s2) -> Integer.compare(s1.length(), s2.length())); ``` ### 2.3 Lambda 表达式的类型推断 Lambda 表达式的类型、参数类型和返回值类型通常由编译器根据上下文推断得出。但在某些情况下，编译器无法确定类型，需要手动指定。同时，使用 Lambda 表达式时，要遵循不使用原始类型、优先使用泛型类型和泛型方法的建议，因为编译器进行类型推断的大部分类型信息来自泛型。例如，如果 `words` 变量声明为原始类型 `List` 而不是参数化类型 `List<String>`，上述代码将无法编译。 ### 2.4 Lambda 表达式在枚举中的应用 在枚举类型中，使用 Lambda 表达式可以更简单地实现特定常量的行为。例如，对于 `Operation` 枚举类型，原本使用常量特定类体和重写 `apply` 方法的代码如下： ```java // Enum type with constant-specific class bodies & data public enum Operation { PLUS("+") { public double apply(double x, double y) { return x + y; } }, MINUS("-") { public double apply(double x, double y) { return x - y; } }, TIMES("*") { public double apply(double x, double y) { return x * y; } }, DIVIDE("/ ```