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Please enable JavaScript in your browser settings or update your browser.Lernen Funktion: Datenumwandlung | Grundlagen und Funktionale Möglichkeiten der Stream-API
Stream-API

bookFunktion: Datenumwandlung

Während Predicate uns hilft, boolesche Ausdrücke auszuwerten, ermöglicht Function die Datenumwandlung, indem Operationen angewendet werden, die Ergebnisse basierend auf dem Eingabewert zurückgeben.

Function wird häufig für die Datenumwandlung verwendet, wie zum Beispiel Typkonvertierung, Berechnungen oder Wertverarbeitung.

@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
    R apply(T t);
}

Das Interface Function<T, R> in Java stellt ein funktionales Interface dar, das ein Argument vom Typ T entgegennimmt und ein Ergebnis vom Typ R zurückgibt.

Die Methode apply(T t) führt die Datenumwandlung durch, indem sie den Eingabewert übernimmt und das Ergebnis zurückliefert. Dies ermöglicht die Erstellung flexibler Funktionen zur Verarbeitung von Daten verschiedener Typen.

Praktische Anwendung

Angenommen, Sie haben eine Liste von Benutzernamen und müssen die Länge jedes Namens für weitere Analysen oder Datenverarbeitung berechnen.

Main.java

Main.java

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1234567891011121314151617

            
package com.example;

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> users = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David");

        Function<String, Integer> nameLength = name -> name.length();

        users.forEach(user -> {
            System.out.println(user + " has " + nameLength.apply(user) + " characters.");
        });
    }
}

In diesem Beispiel liegt eine Liste von Benutzernamen vor. Für jeden Namen wird die Funktion nameLength verwendet, die mit der Methode length() die Anzahl der Zeichen im Namen berechnet. Mit der Methode forEach wird über jedes Element der Liste iteriert und eine Nachricht ausgegeben, die zeigt, wie viele Zeichen jeder Name enthält.

Funktionen kombinieren

Das Interface Function stellt mehrere Methoden zum Kombinieren von Funktionen bereit, sodass eine Kette von Operationen erstellt werden kann.

Methode andThen()

Die Methode andThen() ermöglicht das Kombinieren von zwei Funktionen, indem zunächst eine Funktion angewendet und das Ergebnis anschließend an die zweite Funktion übergeben wird. Dies ist nützlich, wenn mehrere Operationen in Reihenfolge ausgeführt werden sollen.

Beispiel

Gegeben ist eine Liste von Benutzernamen. Die erste Buchstabe jedes Namens soll großgeschrieben werden. Anschließend wird überprüft, ob der Name mehr als 5 Zeichen enthält.

Main.java

Main.java

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1234567891011121314151617181920212223

            
package com.example;

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> usernames = Arrays.asList("john", "alice", "bob", "charlie", "david");

        // Capitalize first letter
        Function<String, String> capitalizeFirstLetter = name -> name.substring(0, 1).toUpperCase() + name.substring(1);
        // Check if the username has more than 5 characters
        Function<String, Boolean> isLongerThanFive = name -> name.length() > 5;

        // Combine functions using `andThen()`
        Function<String, Boolean> formattedNameThenCheckLength = capitalizeFirstLetter.andThen(isLongerThanFive);

        usernames.forEach(user -> {
            System.out.println(user + " -> " + formattedNameThenCheckLength.apply(user));
        });
    }
}

Zuerst wird der erste Buchstabe jedes Benutzernamens mit capitalizeFirstLetter großgeschrieben. Danach wird mit isLongerThanFive überprüft, ob der formatierte Benutzername mehr als 5 Zeichen enthält. Die beiden Funktionen werden mit andThen() für eine sequenzielle Verarbeitung kombiniert.

Methode compose()

Die Methode compose() ermöglicht das Kombinieren von Funktionen, jedoch in umgekehrter Reihenfolge: Die zweite Funktion wird zuerst angewendet, und das Ergebnis wird anschließend an die erste Funktion übergeben.

Beispiel

Gegeben ist ein String. Zuerst soll die Länge berechnet und anschließend ein Präfix an das Ergebnis angehängt werden.

Main.java

Main.java

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123456789101112131415161718

            
package com.example;

import java.util.function.Function;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String phrase = "Hello World";

        // First, calculate the length, then add a prefix
        Function<String, Integer> stringLength = String::length;
        Function<Integer, String> addPrefix = length -> "Length: " + length;

        // Combine functions using compose
        Function<String, String> lengthThenPrefix = addPrefix.compose(stringLength);

        System.out.println(lengthThenPrefix.apply(phrase));  // Output: Length: 11
    }
}

In diesem Beispiel wird zunächst die Länge des Strings mit stringLength berechnet, und anschließend wird das Ergebnis an die Funktion addPrefix übergeben, die einen Präfix voranstellt. Mit compose() werden die Funktionen in der gewünschten Reihenfolge angewendet.

Methode identity()

Die Methode identity() gibt eine Funktion zurück, die einfach ihr Argument ohne jegliche Änderung zurückgibt. Dies ist nützlich, wenn eine Funktion übergeben werden muss, die den Eingabewert nicht verändert, aber zur Einhaltung der Schnittstelle erforderlich ist.

Beispiel

Angenommen, es soll eine Liste von Benutzernamen durch mehrere Transformationen verarbeitet werden: eine zur Umwandlung der Namen in Großbuchstaben, eine weitere zum Hinzufügen des Suffixes "User" und eine dritte mit der Funktion identity(), um den Namen unverändert zu lassen. Die Aufgabe besteht darin, diese Funktionen auf jeden Namen in der Liste anzuwenden und dabei die Schnittstelle des Programms für jede Transformation konsistent zu halten.

Main.java

Main.java

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1234567891011121314151617181920212223242526272829303132

            
package com.example;

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> usernames = Arrays.asList("alice", "bob", "charlie", "david", "eve");

        // `Function` to convert the username to uppercase
        Function<String, String> uppercaseFunction = name -> name.toUpperCase();

        // `Function` to add the "User" suffix
        Function<String, String> suffixFunction = name -> name + "User";

        // Identity `Function`, which does nothing
        Function<String, String> identityFunction = Function.identity();

        // Applying a combination of functions
        List<Function<String, ?>> transformations = Arrays.asList(uppercaseFunction, suffixFunction, identityFunction);

        // Applying each `Function` from the list
        for (Function<String, ?> transformation : transformations) {
            System.out.println("--------------------");

            usernames.stream()
                .map(name -> transformation.apply(name))
                .forEach(System.out::println);
        }
    }
}

Wie Sie sehen können, besteht die Ausgabe aus drei formatierten Listen von Benutzernamen. Die letzte Liste enthält die ursprünglichen Namen, wobei die Methode identity() nützlich ist, da sie es ermöglicht, die Namen zurückzugeben, ohne zusätzliche Logik für die Behandlung der unveränderten Werte zu implementieren. Dies macht den Code übersichtlicher und effizienter, indem identity() direkt verwendet wird, wenn keine Transformation erforderlich ist.

1. Was macht die Methode andThen() im Interface Function?

2. Was ist das Ergebnis bei Anwendung der Methode identity()?

3. Was macht die Methode compose()?

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Was macht die Methode andThen() im Interface Function?

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Was ist das Ergebnis bei Anwendung der Methode identity()?

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Während Predicate uns hilft, boolesche Ausdrücke auszuwerten, ermöglicht Function die Datenumwandlung, indem Operationen angewendet werden, die Ergebnisse basierend auf dem Eingabewert zurückgeben.

Function wird häufig für die Datenumwandlung verwendet, wie zum Beispiel Typkonvertierung, Berechnungen oder Wertverarbeitung.

@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
    R apply(T t);
}

Das Interface Function<T, R> in Java stellt ein funktionales Interface dar, das ein Argument vom Typ T entgegennimmt und ein Ergebnis vom Typ R zurückgibt.

Die Methode apply(T t) führt die Datenumwandlung durch, indem sie den Eingabewert übernimmt und das Ergebnis zurückliefert. Dies ermöglicht die Erstellung flexibler Funktionen zur Verarbeitung von Daten verschiedener Typen.

Praktische Anwendung

Angenommen, Sie haben eine Liste von Benutzernamen und müssen die Länge jedes Namens für weitere Analysen oder Datenverarbeitung berechnen.

Main.java

Main.java

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1234567891011121314151617

            
package com.example;

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> users = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David");

        Function<String, Integer> nameLength = name -> name.length();

        users.forEach(user -> {
            System.out.println(user + " has " + nameLength.apply(user) + " characters.");
        });
    }
}

In diesem Beispiel liegt eine Liste von Benutzernamen vor. Für jeden Namen wird die Funktion nameLength verwendet, die mit der Methode length() die Anzahl der Zeichen im Namen berechnet. Mit der Methode forEach wird über jedes Element der Liste iteriert und eine Nachricht ausgegeben, die zeigt, wie viele Zeichen jeder Name enthält.

Funktionen kombinieren

Das Interface Function stellt mehrere Methoden zum Kombinieren von Funktionen bereit, sodass eine Kette von Operationen erstellt werden kann.

Methode andThen()

Die Methode andThen() ermöglicht das Kombinieren von zwei Funktionen, indem zunächst eine Funktion angewendet und das Ergebnis anschließend an die zweite Funktion übergeben wird. Dies ist nützlich, wenn mehrere Operationen in Reihenfolge ausgeführt werden sollen.

Beispiel

Gegeben ist eine Liste von Benutzernamen. Die erste Buchstabe jedes Namens soll großgeschrieben werden. Anschließend wird überprüft, ob der Name mehr als 5 Zeichen enthält.

Main.java

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package com.example;

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> usernames = Arrays.asList("john", "alice", "bob", "charlie", "david");

        // Capitalize first letter
        Function<String, String> capitalizeFirstLetter = name -> name.substring(0, 1).toUpperCase() + name.substring(1);
        // Check if the username has more than 5 characters
        Function<String, Boolean> isLongerThanFive = name -> name.length() > 5;

        // Combine functions using `andThen()`
        Function<String, Boolean> formattedNameThenCheckLength = capitalizeFirstLetter.andThen(isLongerThanFive);

        usernames.forEach(user -> {
            System.out.println(user + " -> " + formattedNameThenCheckLength.apply(user));
        });
    }
}

Zuerst wird der erste Buchstabe jedes Benutzernamens mit capitalizeFirstLetter großgeschrieben. Danach wird mit isLongerThanFive überprüft, ob der formatierte Benutzername mehr als 5 Zeichen enthält. Die beiden Funktionen werden mit andThen() für eine sequenzielle Verarbeitung kombiniert.

Methode compose()

Die Methode compose() ermöglicht das Kombinieren von Funktionen, jedoch in umgekehrter Reihenfolge: Die zweite Funktion wird zuerst angewendet, und das Ergebnis wird anschließend an die erste Funktion übergeben.

Beispiel

Gegeben ist ein String. Zuerst soll die Länge berechnet und anschließend ein Präfix an das Ergebnis angehängt werden.

Main.java

Main.java

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123456789101112131415161718

            
package com.example;

import java.util.function.Function;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String phrase = "Hello World";

        // First, calculate the length, then add a prefix
        Function<String, Integer> stringLength = String::length;
        Function<Integer, String> addPrefix = length -> "Length: " + length;

        // Combine functions using compose
        Function<String, String> lengthThenPrefix = addPrefix.compose(stringLength);

        System.out.println(lengthThenPrefix.apply(phrase));  // Output: Length: 11
    }
}

In diesem Beispiel wird zunächst die Länge des Strings mit stringLength berechnet, und anschließend wird das Ergebnis an die Funktion addPrefix übergeben, die einen Präfix voranstellt. Mit compose() werden die Funktionen in der gewünschten Reihenfolge angewendet.

Methode identity()

Die Methode identity() gibt eine Funktion zurück, die einfach ihr Argument ohne jegliche Änderung zurückgibt. Dies ist nützlich, wenn eine Funktion übergeben werden muss, die den Eingabewert nicht verändert, aber zur Einhaltung der Schnittstelle erforderlich ist.

Beispiel

Angenommen, es soll eine Liste von Benutzernamen durch mehrere Transformationen verarbeitet werden: eine zur Umwandlung der Namen in Großbuchstaben, eine weitere zum Hinzufügen des Suffixes "User" und eine dritte mit der Funktion identity(), um den Namen unverändert zu lassen. Die Aufgabe besteht darin, diese Funktionen auf jeden Namen in der Liste anzuwenden und dabei die Schnittstelle des Programms für jede Transformation konsistent zu halten.

Main.java

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package com.example;

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> usernames = Arrays.asList("alice", "bob", "charlie", "david", "eve");

        // `Function` to convert the username to uppercase
        Function<String, String> uppercaseFunction = name -> name.toUpperCase();

        // `Function` to add the "User" suffix
        Function<String, String> suffixFunction = name -> name + "User";

        // Identity `Function`, which does nothing
        Function<String, String> identityFunction = Function.identity();

        // Applying a combination of functions
        List<Function<String, ?>> transformations = Arrays.asList(uppercaseFunction, suffixFunction, identityFunction);

        // Applying each `Function` from the list
        for (Function<String, ?> transformation : transformations) {
            System.out.println("--------------------");

            usernames.stream()
                .map(name -> transformation.apply(name))
                .forEach(System.out::println);
        }
    }
}

Wie Sie sehen können, besteht die Ausgabe aus drei formatierten Listen von Benutzernamen. Die letzte Liste enthält die ursprünglichen Namen, wobei die Methode identity() nützlich ist, da sie es ermöglicht, die Namen zurückzugeben, ohne zusätzliche Logik für die Behandlung der unveränderten Werte zu implementieren. Dies macht den Code übersichtlicher und effizienter, indem identity() direkt verwendet wird, wenn keine Transformation erforderlich ist.

1. Was macht die Methode andThen() im Interface Function?

2. Was ist das Ergebnis bei Anwendung der Methode identity()?

3. Was macht die Methode compose()?

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