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【JAVA8新特性】- Lambda表达式

【JAVA8新特性】- Lambda表达式

作者: lconcise | 来源:发表于2019-09-28 10:31 被阅读0次

    先来个例子热身:

            // java8中增强的Comparator
            List<Double> list = new ArrayList<>();
    
            list.add(12.3);
            list.add(13.3);
            list.add(14.3);
            list.add(15.3);
            list.add(16.3);
            list.add(10.3);
    
            // 使用Comparator接口对其从小到大排序:
            Collections.sort(list, new Comparator<Double>() {
                @Override
                public int compare(Double o1, Double o2) {
                    return o1.compareTo(o2);
                }
            });
    
            // Comparator接口是一个函数式接口,函数描述为(T,T)->int,java8中可以使用Lambda改造上面的方法
            Collections.sort(list, (o1, o2) -> o1.compareTo(o2));
    
            // Java8对list 提供了sort方法,可以代替Comparator.sort
            list.sort((o1, o2) -> o1.compareTo(o2));
    
            // 方法进一步简化
            list.sort(Double::compareTo);
    
            // java8对Comparator 增加了reversed 结果反转
            Comparator<Double> comparator = Double::compareTo;
            list.sort(comparator.reversed());
    
            list.forEach(e -> System.out.print(e + "   "));
    

    下面来了解Lambda

    Java 8的Lambda表达式借鉴了C#和Scala等语言中的类似特性,简化了匿名函数的表达方式。

    Lambda表达式可以直接以内联的形式为函数式接口的抽象方法提供实现,并把整个表达式作为函数式接口的实例。

    什么是函数式接口?简单来说就是只包含一个抽象方法的接口,允许有默认的实现(使用default关键字描述方法)。函数式接口建议使用@FunctionalInterface注解标注,虽然这不是必须的,但是这样做更符合规范。
    在Java8之前,实现Runnable常用方式是编写一个匿名类:

            Thread thread = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("hello");
                }
            });
            thread.start();
    

    使用Lambda表达式后,上面的代码可以改造为:

            Thread thread = new Thread(() -> System.out.println("hello"));
            thread.start();
    

    Lambda表达式解析

    Lambda表达式的基本语法如下:

    (parameters) -> expression 
    or
    (parameters) -> { statements; }
    

    由语法可以看到,Lambda表达式包含了三个部分:

    1. 参数列表;
    2. 箭头->把参数列表与Lambda主体分隔开;
    3. Lambda主体,只有一行代码的时候可以省略大括号和return关键字。

    比如下面这些Lambda表达式都是合法的:

    (String str) -> str.length()
    (String str) -> { return str.length(); }
    
    () -> System.out.println("hello")
    
    () -> {}
    () -> 17
    
    (int x, int y) -> {
        System.out.println(x);
        System.out.println(y);
    }
    

    Lambda的使用场合

    什么时候可以使用Lambda表达式?使用Lambda必须满足以下两个条件:

    1. 实现的对象是函数式接口的抽象方法
    2. 函数式接口的抽象方法的函数描述符合lambda表达式的函数描述一致

    函数式接口
    在Java 8之前,常见的函数式接口有java.util.Comparator,java.lang.Runnable等。拿java.util.Runnable来说,查看其源码如下:

    @FunctionalInterface
    public interface Runnable {
        public abstract void run();
    }
    

    这个接口只有一个抽象方法,并且使用@FunctionalInterface注解标注。

    接口现在还可以拥有默认方法(即在类没有对方法进行实现时,其主体为方法提供默认实现的方法)。哪怕有很多默认方法,只要接口只定义了一个抽象方法,它就仍然是一个函数式接口。

    函数描述符
    函数描述符其实也可以理解为方法的签名。比如上述的Runnable抽象方法不接受参数,并且返回void,所以其函数描述符为() -> void。而() -> System.out.println("hello")Lambda表达式也是不接受参数,并且返回void,即其函数描述符也是() -> void。所以代码Runnable r = () -> System.out.println("hello");是合法的。

    特殊的void兼容规则
    如果一个Lambda的主体是一个语句表达式, 它就和一个返回void的函数描述符兼容(当然需要参数列表也兼容)。例如,以下Lambda是合法的,尽管List的add方法返回了一个 boolean,而不是Runnable抽象方法函数描述符() -> void所要求的void:

    List<String> list = new ArrayList<>();
    Runnable r = () -> list.add("hello");
    

    更简洁的Lambda

    普通引用,方法的引用,构造函数的引用

    编写一个类型转换的函数值接口:

    @FunctionalInterface
    public interface TransForm<T, R> {
    
        R trandForm(T t);
    }
    

    编写一个Lambda表达式实现该函数式接口,用于实现String转换为Integer,代码如下:

            TransForm<String, Integer> transForm = (String str) -> Integer.valueOf(str);
            System.out.println(transForm.trandForm("123"));
    

    上面的Lambda表达式可以进一步简化为如下方式:

    TransForm<String, Integer> t = (str) -> Integer.valueOf(str);
    System.out.println(t.transForm("123"));
    

    因为Java编译器会从上下文(目标类型)推断出用什么函数式接口来配合Lambda表达式,这意味着它也可以推断出适合Lambda的签名。就拿这个例子来说,TransForm的抽象方法transForm在本例中的函数描述符为(String) -> Integer,所以对应的Lambda的签名也是如此,即Lambda的参数即使不声名类型,Java编译器可以知道其参数实际上为String类型。

    其实,上面的Labmda表达式还不是最简洁的,其还可以更进一步地简化为如下写法:

    TransForm<String, Integer> t = Integer::valueOf;
    System.out.println(t.transForm("123"));
    

    你肯定很困惑,这还是Lambda表达式吗,箭头去哪里了?双冒号又是什么鬼?其实这种写法有一个新的名称,叫做方法的引用

    方法引用可以被看作仅仅调用特定方法的Lambda的一种快捷写法。它的基本思想是,如果一个Lambda代表的只是“直接调用这个方法”,那最好还是用名称来调用它,而不是去描述如何调用它,这样代码可读性更好基本写法就是目标引用放在分隔符::前,方法的名称放在后面

    举几个Lambda及其等效方法引用的例子:\

    Lambda表达式 等效方法引用
    (String s) -> System.out.println(s) System.out::println
    (str, i) -> str.substring(i) String::substring
    () -> Thread.currentThread().dumpStack() Thread.currentThread()::dumpStack

    符号::除了出现在方法的引用外,它还常见于构造函数的引用中。为了演示什么是构造函数的引用,我们创建一个新的函数式接口:

    @FunctionalInterface
    public interface Generator<T, R> {
        R create(T t);
    }
    

    创建一个Apple类:

    public class Apple {
    
        public Apple(String color) {
            this.color = color;
        }
    
        private String color;
    
        public String getColor() {
            return color;
        }
    
        public void setColor(String color) {
            this.color = color;
        }
    }
    

    现在我们可以使用如下方式来创造一个Apple实例:

            TransForm2<String, Apple> transForm3 = Apple::new;
            Apple greenApple = transForm3.create("green");
    

    这种通过ClassName::new的写法就是构造函数的引用。在这里Generator的抽象方法接收一个String类型参数,返回值类型为Apple,这和Apple类的构造函数相符合,所以这里编译可以通过。它等价于下面的写法:

            TransForm2<String, Apple> transForm4 = (String str) -> new Apple(str);
            Apple greenApple2 = transForm4.create("green");
    

    Lambda表达式访问变量

    Lambda表达式可以访问局部final变量,成员变量和静态变量。

    这里主要说下局部final变量。有无final关键字不重要,重要的是确保该变量的值不会被改变就行了。比如下面的例子可以编译通过:

            String hello = "Hello python";
            Runnable r = ()->System.out.println(hello);
    
    

    而下面的这个就会编译出错,因为变量hello的值被改变了:


    image.png

    Lambda表达式实战

    定义实体类Person

    public class Person {
    
        public Person(String name, int age, int height) {
            this.name = name;
            this.age = age;
            this.height = height;
        }
    
        private String name;
        private int age;
        private int height;
        ......
    

    定义筛选接口(筛选接口)

    @FunctionalInterface
    public interface PersonFilter {
    
        boolean isChoose(Person person);
    }
    

    定义筛选方法:

    public class PersonFilterMethod {
    
        public static List<Person> filterPersons(List<Person> persons, PersonFilter personFilter) {
            List<Person> choosePersons = new ArrayList<>();
            for (Person person : persons) {
                if (personFilter.isChoose(person)) {
                    choosePersons.add(person);
                }
            }
            return choosePersons;
        }
    }
    

    筛选年龄大于25的Person

            Person person1 = new Person("python", 25, 60);
            Person person2 = new Person("java", 26, 70);
            Person person3 = new Person("php", 27, 80);
            Person person4 = new Person("js", 28, 90);
    
            List<Person> persons = new ArrayList<>();
            persons.add(person1);
            persons.add(person2);
            persons.add(person3);
            persons.add(person4);
    
            List<Person> filterPersons = PersonFilterMethod.filterPersons(persons, person -> person.getAge() > 25);
    

    筛选年龄大于25,身高大于80的Person

     List<Person> people = PersonFilterMethod.filterPersons(persons, person -> (person.getAge() > 25 && person.getHeight() > 80));
    

    参考博文:https://mrbird.cc/java8lambda1.html

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