面试题：Java函数式编程中高阶函数的应用

Question

假设你正在开发一个Java应用，需要实现一个高阶函数，该函数接收一个函数作为参数，并返回一个新的函数。请使用Java的Lambda表达式和函数式编程相关知识进行代码实现，并解释其原理。

Answer 1

以下是代码实现：

import java.util.function.Function;

public class HigherOrderFunctionExample {
    public static <T, U, V> Function<T, V> higherOrderFunction(Function<T, U> function1, Function<U, V> function2) {
        return t -> function2.apply(function1.apply(t));
    }

    public static void main(String[] args) {
        Function<Integer, Integer> square = num -> num * num;
        Function<Integer, String> toString = num -> "Result: " + num;

        Function<Integer, String> composedFunction = higherOrderFunction(square, toString);
        String result = composedFunction.apply(5);
        System.out.println(result);
    }
}

原理解释

1. 函数式接口：Java 8引入了函数式接口，像Function接口，它只包含一个抽象方法apply。Function<T, R>表示接受一个类型为T的参数并返回一个类型为R的结果的函数。
2. Lambda表达式：Lambda表达式是Java 8对函数式编程的支持，用于创建匿名函数。例如num -> num * num就是一个Lambda表达式，它实现了Function接口的apply方法，将输入的num进行平方操作。
3. 高阶函数实现：higherOrderFunction方法接受两个Function类型的参数function1和function2。返回的新函数是一个Lambda表达式(t -> function2.apply(function1.apply(t)))。这个新函数首先将输入参数t应用到function1，然后将function1的结果应用到function2，实现了函数的组合，这正是高阶函数的特性，即接受函数作为参数并返回一个新函数。在main方法中，我们创建了两个函数square和toString，通过higherOrderFunction将它们组合成一个新的函数composedFunction，并对数字5进行操作，最终输出Result: 25。