将函数传递给函数java

Question

我正在努力用Java实现一些基本的计算数学。 牛顿-拉普森法是找到函数f（x）的根（其中根是xi的值，其中f（xi）= 0）的一种方法。 为了用Java实现，我首先创建了一个基本类（包含Newton-Rhapson方法的类）和函数f（x）的一些定义：

public class CompMaths {

    public double Newton(double x)  {
        //find root of f(x)      
    }

    public double f(double x)  {
         //definition of f(x)
    }

}

这样做时，如果我希望它与用户想要的f（x）的任何定义兼容，即说f（x）= x ^ 2，f（x）= x * sin（x），为f（x）的每个定义创建一个单独的类，该类还必须包含Newton-Rhapson方法的定义（以及许多其他我需要实现的comp数学方法）。 这似乎太过分了。 另外，它向用户公开了我的CompMaths类，但我不希望这样。 取而代之的是，能够定义每个函数并将其“传递”进去会很棒，即

public double Newton(double x, f(x)) ...

我确定所有人都知道Java不支持此功能。 我最初的想法是，如果传入定义为f（x）的对象，将其称为Func，即

公共双牛顿（双x，Func函数）...

因此最初，我认为这不是最好的解决方案，因为我必须为每个不同的Func类对象都具有CompMaths的多个定义。 这显然是荒谬的，并且只是从以前扭转了问题。 为了克服这个问题，我想：“好吧，我想使用一个唯一的类定义Func对函数f（x）进行多个不同的定义。想到的一个解决方案是-使用抽象方法f（x）使Func抽象，即

public abstract class Func {

   public abstract double f(double x);
}

因此，现在我只需要为扩展Func的每个函数创建单独的类，并拥有自己的f（x）定义，f（x）的一些示例，将它们称为f1（x）= x ^ 2和f2（x） = x-sin（x ^ 2）即

public class f1 extends Func {
  @Override 
  public double f(double x) {return x*x;}
}

public class f2 extends Func {
  @Override 
  public double f(double x) { return x - Math.Sin(x*x);}

}

现在，如果我想在牛顿法中使用f1或f2

double x1 = 3, x2 = 4;
CompMaths compMaths = new CompMaths();
compMaths.Newton(x1, new f1());
compMaths.Newton(x2, new f2());

这似乎工作得非常好（注意-可以将Newton定义为static，以避免必须创建CompMaths对象）。 用户只需要通过扩展Func并定义自己的f（x）来创建其功能。 关于CompMaths类的任何内容都不会公开。 所以我很高兴，但是我绝对不会认为自己是专家，所以我想我会提出来看看人们的想法，看看是否有更好的方法。

任何意见将不胜感激。 谢谢大卫

Answer 1

为什么不使用Java 8的现有Function接口来定义您的newton方法？

public double newton(double x, Function<Double,Double> f) {
    ...
}

并使用lambda表达式调用它：

double x1 = 3, x2 = 4;
CompMaths compMaths = new CompMaths();
compMaths.newton(x1, x -> x * x);
compMaths.newton(x2, x -> x - Math.sin(x*x));

编辑：正如JB Nizet所评论的，如果所有函数都使用double参数并返回double值，则使用DoubleUnaryOperator代替Function<Double,Double>会更有效，因为DoubleUnaryOperator对原始类型进行操作，因此没有装箱/拆箱。