为什么Stream.of传入内联lambda或方法引用时需要强制类型转换？

先给出问题中的示例代码：

import java.util.function.Function;
import java.util.stream.Stream;

// 直接赋值给明确类型的变量，无需强制转换
Function<String,String> f = String::toUpperCase;
// 传入变量，无需强制转换
Stream.of(f);
// 直接传入内联方法引用，编译报错：目标类型必须是函数式接口
// Stream.of(String::toUpperCase);
// 添加强制类型转换后编译正常
Stream.of((Function<String,String>) String::toUpperCase);
// 也可以通过显式指定泛型参数实现同样效果，无需强制转换
// Stream.<Function<String,String>>of(String::toUpperCase);

底层原因 #

这个现象完全是由Java的类型推断规则和方法引用/lambda的语法特性决定的：

• 方法引用和lambda表达式属于多态表达式，本身没有固定的固有类型，它们的实际类型必须由上下文的目标类型推导得出，只要匹配函数式接口的抽象方法签名，就可以适配任意符合要求的函数式接口类型。
• 把方法引用赋值给显式声明类型的Function<String,String> f变量时，左值已经明确给出了目标类型，编译器可以直接匹配String::toUpperCase的方法签名（入参String、返回值String）和Function接口的抽象方法签名，自动完成类型推断，不需要额外转换。
• Stream.of()是泛型方法，签名为<T> Stream<T> of(T value)，直接传入内联的String::toUpperCase时，没有足够的上下文信息告诉编译器泛型参数T应该匹配哪一种函数式接口：符合String->String签名的函数式接口不止Function一种，UnaryOperator<String>、自定义的同签名函数式接口都可以匹配，编译器无法自动确定你要使用的具体类型，因此会抛出目标类型不明确的编译错误。
• 给内联方法引用加上强制类型转换(Function<String,String>)后，相当于手动指定了表达式的目标类型，编译器就可以直接推导出Stream.of()的泛型参数T为Function<String,String>，编译就能正常通过。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Gonen I