【Java高级语法】（十六）方法引用：掌握Java中的方法引用，简化代码的实用指南~-Toy模板网

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1️⃣ 概念

方法引用是Java编程语言中的一个重要特性，它首次出现在Java 8版本中。这一特性旨在简化函数式编程中使用Lambda表达式的代码，使代码更加清晰、简洁。

方法引用是通过名称引用一个现有的方法来代替Lambda表达式的一种方式。它允许将方法本身作为一个对象传递或存储，并能够在需要时进行调用。方法引用可以看作是一种函数指针，它指向了一个已经存在的方法。

2️⃣ 优势和缺点

优点：

简化代码：方法引用可以将一些复杂的Lambda表达式转化为简洁明了的代码；
提高代码的复用性：通过方法引用，我们可以重复使用已经存在的方法，而无需重复编写相同的代码。

缺点：

可读性限制：某些情况下，过多的方法引用可能会降低代码的可读性，特别是当方法名并不直观或者存在多个参数的情况下；
局限性：方法引用只能用于引用非静态方法、静态方法和构造方法，对于其他情况则无法使用。

3️⃣ 使用

3.1 语法形式

Java的方法引用有以下四种使用形式：

静态方法引用（Static Method Reference）：使用类名和双冒号(::)来引用一个静态方法。例如，Math::max表示引用Math类中的静态max方法。
```
类名::静态方法名称
```
实例方法引用（Instance Method Reference）：使用实例对象和双冒号(::)来引用一个非静态的实例方法。例如，String::length表示引用String对象的length方法。
```
实例对象::方法名称
```
构造方法引用（Constructor Method Reference）：使用类名和关键字new来引用一个构造方法。例如，ArrayList::new表示引用ArrayList类的构造方法。
```
类名::new
```
引用特定类型的任意对象的实例方法（Reference to an Instance Method of a Particular Object）：使用特定对象的实例和双冒号(::)来引用该对象的实例方法。例如，myObject::methodName表示引用myObject对象的methodName方法。
```
特定类实例对象::方法名称
```

3.2 案例

以下是一个示例Java程序，演示了Java方法引用的四种使用形式：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Supplier;

class Vehicle {
    private String type;

    public String getType() {
        return type;
    }

    public void setType(String type) {
        this.type = type;
    }

    // 静态方法
    public static void printName(String name) {
        System.out.println(name);
    }

    // 实例方法
    public void printPowerValue(Long powerValue) {
        System.out.println(powerValue);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Vehicle{" +
                "type='" + type + '\'' +
                '}';
    }
}

public class MethodReferenceExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 静态方法引用: 类名::静态方法
        List<String> names = Arrays.asList("擎天柱", "霸天虎", "威震天");
        names.forEach(Vehicle::printName);
        System.out.println();

        // 实例方法引用: 对象名::实例方法
        Vehicle example = new Vehicle();
        List<Long> messages = Arrays.asList(50000L, 120000L);
        messages.forEach(example::printPowerValue);
        System.out.println();

        // 构造方法引用: 类名::new
        Supplier<Vehicle> vehicleSupplier = Vehicle::new;
        // 创建对象
        Vehicle car = vehicleSupplier.get();
        car.setType("Car");
        Vehicle bike = vehicleSupplier.get();
        bike.setType("Bike");
        // 打印对象
        System.out.println(car);
        System.out.println(bike);
        System.out.println();

        // 引用特定类型的任意对象的实例方法: 对象名::实例方法
        String prefix = "Prefix:";
        List<String> suffixes = Arrays.asList("A", "B", "C");
        suffixes.stream()
                .map(prefix::concat) // 使用String的concat方法
                .forEach(System.out::println); // 使用System.out的println方法
    }
}

在这个示例中，我们使用了静态方法引用、实例方法引用、构造方法引用和引用特定类型的任意对象的实例方法。通过运行这个程序，可以看到各个方法引用形式的使用效果。

运行结果：

擎天柱
霸天虎
威震天

50000
120000

Vehicle{type='Car'}
Vehicle{type='Bike'}

Prefix:A
Prefix:B
Prefix:C

4️⃣ 应用场景

方法引用广泛应用于函数式编程、Stream API和Lambda表达式等方面，特别在以下几个场景中被普遍使用：

1. 集合操作：在集合的排序、筛选、映射等操作时，可以使用方法引用简化代码；
2. GUI编程：在事件处理、回调函数等方面，通过方法引用来实现事件的响应机制；
3. 数据处理：在对数据进行加工、处理和计算时，方法引用常用于替代复杂的Lambda表达式。

5️⃣ 注意事项

在使用方法引用时，有一些注意事项需要考虑：

方法引用只能用于函数式接口：方法引用只能用于那些只有一个抽象方法的接口，也就是函数接口。确保在使用方法引用时，目标类型是一个函数接口，否则编译将会失败。
参数匹配：方法引用的参数必须与目标方法的参数列表兼容。这意味着参数数量和类型要一致。如果目标方法具有多个参数，可以通过上下文推断或者函数式接口的泛型来进行类型匹配。
方法引用可能引发空指针异常：在使用实例方法引用时，请确保对象引用不是null。否则，在调用实例方法时会引发空指针异常。因此，在进行实例方法引用操作前，请先对对象进行必要的空值检查。
正确使用方法引用，增加代码可读性：正确使用方法引用可以使代码更加简洁、清晰和易于理解。然而，过度使用方法引用可能会导致代码难以阅读和维护。请在合适的情况下使用方法引用，并在需要更明确的表达时使用传统的Lambda表达式（或匿名类）来代替。
选择最适合的方法引用方式：熟悉各种方法引用的不同形式，包括静态方法引用、实例方法引用、构造方法引用和引用特定类型的任意对象的实例方法。了解这些不同的使用形式，可以根据具体的编码需求选择最适合的方法引用方式。
方法引用与Lambda表达式的比较：在某些情况下，方法引用可以代替Lambda表达式来提高代码可读性。然而，并非所有情况都适合使用方法引用。有时，使用Lambda表达式可能更清晰明了。