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Java 树结构转换算法的再次优化：拥抱标准函数式接口
Java 树结构转换算法的再次优化：拥抱标准函数式接口
在前面的文章中，我们通过引入函数式接口成功解决了树结构转换算法的耦合性问题。但是，仔细观察会发现，我们定义的三个函数式接口实际上与 Java 8 标准函数式接口非常相似。本文将进一步优化实现，直接使用 Java 8 的标准函数式接口，让代码更加简洁和标准化。
从自定义接口到标准接口
图：左侧是优化后的实现，右侧为之前的实现
让我们来对比一下自定义接口与标准接口的映射关系：
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GetParentId<T, R> -> Function<R, T>
GetId<T, R> -> Function<R, T>
AddChild<R, C> -> BiConsumer<R, R>
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这种映射是完全自然的：
GetParentId 和 GetId 都是接收一个参数并返回一个值，正好对应 Function<T, R>AddChild 接收两个参数且无返回值，正好对应 BiConsumer<T, U>
Tree 类的优化实现
使用标准函数式接口重构后的 Tree 类：
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| public class Tree {
public static <T, R> List<R> buildTree(
Collection<R> nodes,
Function<R, T> getParentId,
Function<R, T> getId,
BiConsumer<R, R> addChild
) {
if (nodes == null) {
return new ArrayList<>();
}
Map<T, R> nodeMap = nodes.stream()
.collect(Collectors.toMap(n -> getId.apply(n), n -> n));
for (R node : nodes) {
T parentId = getParentId.apply(node);
if (parentId == null) {
continue;
}
R parent = nodeMap.get(parentId);
if (parent != null) {
addChild.accept(parent, node);
} else {
System.err.println("Parent node with id " + parentId
+ " not found for node " + getId.apply(node));
}
}
return nodes.stream()
.filter(n -> getParentId.apply(n) == null)
.collect(Collectors.toList());
}
}
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优化的关键变化：
- 移除自定义函数式接口：不再需要定义
GetParentId、GetId、AddChild
- 使用标准接口：直接使用
Function<R, T> 和 BiConsumer<R, R>
- 调用方法调整：从
.getId() 改为 .apply()，从 .addChild() 改为 .accept()
鸭子类型：行为一致性的完美体现
在编程世界中，有一个著名的概念叫做”鸭子类型”（Duck Typing），它来自于这样一句话：
“当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子，那么这只鸟就可以被称为鸭子。”
虽然 Java 是静态类型语言，但在函数式编程的语境下，我们同样可以看到这种行为一致性的体现。TreeNewBee 和 Tree 就是一个完美的例子。
接口形式不同，行为完全一致
让我们来对比这两个类的方法签名：
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public static <T, R> List<R> buildTree(
Collection<R> nodes,
GetParentId<T, R> getParentId, // 自定义接口
GetId<T, R> getId, // 自定义接口
AddChild<R, R> addChild // 自定义接口
)
public static <T, R> List<R> buildTree(
Collection<R> nodes,
Function<R, T> getParentId, // 标准函数式接口
Function<R, T> getId, // 标准函数式接口
BiConsumer<R, R> addChild // 标准函数式接口
)
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完全兼容的使用方式
神奇的是，在我们的单元测试中，可以将 TreeNewBee 完全替换为 Tree，而调用代码无需任何修改：
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List<Node> tree = TreeNewBee.buildTree(
nodes,
Node::getParentId,
Node::getId,
Node::addChild
);
List<Node> tree = Tree.buildTree(
nodes,
Node::getParentId,
Node::getId,
Node::addChild
);
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为什么能够完全兼容？
这种兼容性的根本原因在于：
行为契约一致：两个接口虽然定义不同，但描述的是相同的行为契约
- 获取父节点ID：接收一个节点，返回其父节点ID
- 获取节点ID：接收一个节点，返回其ID
- 添加子节点：接收父节点和子节点，执行添加操作
方法引用的兼容性：Java 的方法引用具有强大的适配能力
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GetParentId<Integer, Node> getParentId = Node::getParentId;
Function<Node, Integer> getParentId = Node::getParentId;
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编译器的智能推断：编译器根据上下文自动推断出正确的函数式接口类型
实际验证
在我们的测试代码中，无论是简单的 Node 对象还是复杂的 Map 类型，都表现出完美的兼容性：
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List<Map<String, Object>> tree1 = TreeNewBee.buildTree(mapNodes,
map -> (Long) map.get("parentId"),
map -> (Long) map.get("id"),
(parent, child) -> {
@SuppressWarnings("unchecked")
List<Map<String, Object>> children =
(List<Map<String, Object>>) parent.get("children");
children.add(child);
});
List<Map<String, Object>> tree2 = Tree.buildTree(mapNodes,
map -> (Long) map.get("parentId"),
map -> (Long) map.get("id"),
(parent, child) -> {
@SuppressWarnings("unchecked")
List<Map<String, Object>> children =
(List<Map<String, Object>>) parent.get("children");
children.add(child);
});
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这种”鸭子类型”般的兼容性体现了良好 API 设计的本质：关注行为而非形式，关注契约而非实现。它让我们能够在不破坏现有代码的前提下，无缝地从自定义接口迁移到标准接口，实现了真正的平滑升级。这也是很多项目在需要同时支持 JDK 7 和 JDK 8 时的常见操作——先定义兼容的自定义接口，这样既能在 JDK 8 环境中享受函数式编程的便利，又能保证在 JDK 7 环境中的正常运行，实现了跨版本的兼容性。