历史上,接口(或罕见的,抽象类)有一个单独的抽象方法被使用称为 函数类型。它们的实例,叫作 函数对象 ,代表方法或动作。从JDK1.1于1997年发布开始,创建一个函数对象的主要方法是 匿名类(函数)。这是一个代码片段用长度来排序一个字符串的列表,使用一个匿名类来创建排序的比较函数(规定了排序规则):
![](https://img.haomeiwen.com/i2766730/22a1f035dd8f812b.png)
对于需要函数对象的经典面向对象设计模式,特别是策略模式[Gamma95],匿名类是足够的。Comparator 接口代表了一个 排序的抽象策略;上面的匿名类是用于排序字符串的具体策略。然而,匿名类很冗长,使得Java的函数式编程前途渺茫。
在Java 8中,该语言形式化了这样一个概念,即具有单个抽象方法的接口是特殊的,应该得到特殊处理。这些接口现在叫做 函数式接口,并且语言允许你使用 lambda表达式来 创建这些接口的实例,或用lambda缩短代码。lambda的功能与匿名类类似,但更简洁。这是上面的匿名类用lambda替换的代码片段。样板文件没有了,行为简洁明了:
![](https://img.haomeiwen.com/i2766730/624c2ad7b3b02ec6.png)
注意到lambda的类型(Comparator<String>),它的参数(s1和s2,都是String),以及它的返回类型(int)并没有在代码中体现出来。编译器从上下文中推断出来,使用一个处理叫 类型推断。在一些情况下,编译器不能决定类型,你将不得不指定它们。类型推断的规则是复杂的:他们在JLS中占了整整一章[JLS, 18]。很少程序员理解这些规则的细节,但这是ok的。 忽略所有lambda参数的类型除非它们的存在能让你的程序更清晰。如果编译器生成了一个错误来告诉你它不能推断lambda参数的类型,那就指定它。有时候你不得不强制类型转换返回值或整个lambda表达式,但这是罕见的。
关于类型推断,应该添加一个警告。item26告诉了你不能使用原生类型,item29告诉你最好使用泛型,item30告诉你使用泛型方法。当你使用lambda的时候,这个建议更加重要,因为编译器获得大多数类型信息,这些信息允许它从泛型执行类型推断。如果你没有提供这些信息,编译器将不能进行类型推断,你将不得不在lambda中手动指定类型,这将极大地增加了它们的冗长。举个例子,以上的代码片段不会编译,如果变量单词是由原生类型LIst声明的而不是参数化类型List<String>。
顺便提一下,如果使用比较器构造方法代替lambda,代码片段中的比较器可以变得更加简洁(item14.43):
Collections.sort(words, comparingInt(String::length));
事实上,通过Java8中List接口新增了sort方法,该片段仍然可以变得更短:
words.sort(comparingInt(String::length));
向语言中添加lambdas使得在以前没有意义的地方使用函数对象变得更加实际。比如,考虑在item34的Operation枚举类型.因为每个枚举需要为它的apply方法有着不同的行为,我们使用了特定于常量的类体,并覆盖了每个枚举常量中的apply方法。为了刷新你的记忆,这是代码:
![](https://img.haomeiwen.com/i2766730/40f00e68f50adb54.png)
项目34说enum实例字段比常量特定的类主体更可取。Lambdas使使用前者而不是后者实现特定于常量的行为变得很容易。只需将实现每个枚举常量行为的lambda传递给它的构造函数。构造函数将lambda存储在实例字段中,apply方法将调用转发给lambda。成的代码比原始版本更简单、更清晰:
![](https://img.haomeiwen.com/i2766730/e0bb2f57aeb3a309.png)
注意,我们对表示enum常量行为的lambda使用了DoubleBinaryOperator接口。这是
java.util.function( item44 )中许多预先定义的函数式接口中的一个。它代表了一个函数,传入两个double参数,返回一个double结果。
看着基于lambda的Operation枚举,你可能认为常量特定的方法主体已经不再有用,但事实并非如此。不像方法和类,lambdas缺少名字和文档;如果一个计算不是自明的,或超过几行,不要使用lambda。lambda一行是理想的,三行是合理的最大值。如果你违反了这个规则,它可能会程序的可读性造成严重的伤害。如果lambda很长或难以阅读,或者找到一种办法简化它,或者重构你的程序来消除它。此外,传递给enum构造函数的参数是在静态上下文中计算的。因此,枚举构造函数中的lambdas不能访问枚举的实例成员。如果enum类型具有难以理解的特定于常量的行为,无法在几行代码中实现,或者需要访问实例字段或方法,那么特定于常量的类体仍然是解决问题的方法。
同样,你可能会认为匿名类在lambda的时代里是淘汰的。这接近于事实,但是还有一些事情是匿名类可以做但是lambda不能做的。lambda受制于函数式接口。如果你想要创建一个抽象类的实例,你可以用匿名类实现,但是lambda不行。相似的,你可以使用匿名类来创建由多个抽象方法的接口实例。最后,一个lambda不能获得它自己的引用。在lambda中,this关键字引用了封闭实例,这通常是你想要的。在匿名类中,this关键字引用了匿名类实例。如果你需要从它的体访问方法对象,你必须使用匿名类。
Lambdas与匿名类共享无法跨实现可靠地序列化和反序列化它们的属性。 所以,你应该很少序列化lamdba(或一个匿名类实例)。如果你由一个函数对象想要序列化,比如Comparator,使用一个私有静态内部类的实例(item24 )
总之,从Java8开始,lambda是迄今为止表示小函数对象的最佳方法。不要向函数对象使用匿名类,除非你不得不创建类型的实例并它们不是函数式接口。另外,请记住lambdas使表示小函数对象变得非常容易,这为以前在Java中不实用的函数编程技术打开了大门。
本文写于2019.7.11,历时2天
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