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Lambda表达式

Lambda表达式

作者: laochonger | 来源:发表于2021-02-15 17:51 被阅读0次

    假设有一个List容器:

    List<Fruit> fruits = Arrays.asList(
        new Fruit("香蕉"),
        new Fruit("苹果"),
        new Fruit("梨子"),
        new Fruit("西瓜"),
        new Fruit("荔枝")
    );
    

    进行遍历,打印水果的名字:

    for (int i = 0; i < fruits.size(); i++) {
      Fruit f = fruits.get(i);
      System.out.println(f.getName());
    }
    

    如果使用Java 8新特性:

    fruits.forEach(f -> {
      System.out.println(f.getName());
    });
    

    实际上,两种循环遍历的方式是等价的,功能相同。但使用新特性的代码更简洁紧凑。


    基本定义

    Lambda表达式的基本结构是

    f -> { }
    

    作为参数的变量名,是可以自定义的,不是固定的

    Lambda 表达式在功能上等同于一个匿名方法:

    public void unknown(f) {
      System.out.println(f.getName());
    }
    

    相当于方法名和 public void 修饰符都省略了。

    类型识别

    f 变量的类型是什么呢?答案是:类型是系统根据上下文 自动 识别的。

    回顾:

    List<Fruit> fruits = Arrays.asList(......);
    
    fruits.forEach(f -> {
      System.out.println(f.getName());
    });
    

    forEach() 方法表示循环遍历 fruits 集合,每次循环时 f 变量指代当前遍历到的元素。

    由于 fruits 变量的类型使用泛型语法定义为 List<Fruit>,表示集合中元素的类型是 Fruit

    所以,f 变量的类型自然是 Fruit,就可以调用 Fruit 类的方法了。

    forEach() 方法是 Java 集合的循环遍历的方法,暂时先记住这种用法

    所以,Lambda 表达式要配合上下文、跟其他方法配合使用,而不是一个独立的语句。这么写的就是错误的:

    public static void main(String[] args) {
      args[0] -> {
        System.out.println(args[0]);
      }
    }
    

    实战案例

    可以使用 Lambda 表达式对集合的排序进行代码优化:

    List<Student> students = new ArrayList<Student>();
    students.add(new Student(111, "bbbb", "london"));
    students.add(new Student(131, "aaaa", "nyc"));
    students.add(new Student(121, "cccc", "jaipur"));
    
    // 实现升序排序
    Collections.sort(students, (student1, student2) -> {
      // 第一个参数的学号 vs 第二个参数的学号
      return student1.getRollNo() - student2.getRollNo();
    });
    
    students.forEach(s -> System.out.println(s));
    

    Collections.sort() 方法第二个参数是实现匿名类 new Comparator(){} ,为什么能使用 Lambda 优化呢?留在后面的章节讲解,暂时不用纠结。这里先记住这个知识点即可。

    Lambda 表达式又有了一些新的写法:

    多参数

    箭头(->)前表示参数变量,有 多个参数 的时候,必须使用小括号包裹:()

    (student1, student2) -> {}
    

    无参数

    箭头(->)前表示参数变量,没有参数 的时候,必须使用小括号:()

    () -> {}
    

    单条执行语句

    箭头(->)后的执行语句 只有一条 时,可以不加大括号 {} 包裹

    s -> System.out.println(s);
    

    大家在写代码时,无论几条语句,都 推荐 加上大括号 {},这样代码块的边界明确。

    有类型参数

    大多数情况下为了简介省略类型,如果代码比较复杂,可以为参数变量指定类型

    fruits.forEach((Fruit f) -> {
      System.out.println(f.getName());
    });
    
    • 即使只有一个参数,也必须使用小括号()包裹,否则会出错。

    引用外部变量

    Lambda表示式{}内的执行语句,除了能引用参数变量以外,还可以引用外部的变量。

    List<Fruit> fruits = Arrays.asList(......);
    String message = "水果名称:";
    
    fruits.forEach(f -> {
      System.out.println(message + f.getName());
    });
    
    message = "";
    

    执行后可以看到报错了:

    错误: 从lambda 表达式引用的本地变量必须是最终变量或实际上的最终变量
    这段错误提示是什么意思呢?

    规范一

    因为使用 Lambda 表达式有规范:引用的 局部变量 不允许被修改。

    即使写在表达式后面也不行

    下列代码修改了局部变量也是错误的:

    String message;
    
    fruits.forEach(f -> {
      message = "水果名称:";
    });
    

    我们写过 final 关键字,Lambda 表达式引用的 局部变量 即使不声明为 final,也要具备 final 的特性:变量值初始化后不允许被修改。

    • 在表达式外实际值赋值一次的写法是允许的:
    String message;
    message = "水果名称:";
    

    规范二

    使用 Lambda 表达式还有一点需要注意:参数不能与 局部变量 同名。下列写法是错误的:

    String f = "水果名称:";
    fruits.forEach(f -> {});
    

    双冒号(::)操作符

    java8支持了一种新的语法:双冒号::,这也是一种Lambda写法,是与Lambda表达式相关的一个重要特性。

    List<String> names = Arrays.asList("zhangSan", "LiSi", "WangWu");
    
    names.forEach(n -> {
      System.out.println(n);
    });
    

    可以简化为:

    names.forEach(System.out::println);
    

    使用:: 时,系统每次遍历取得的元素(n),会 自动 作为参数传递给 System.out.println() 方法打印输出:

    System.out::println 等同于 n -> {System.out.println(n);}

    :: 语法干脆省略了参数变量,所以读这段代码需要相互对照、并且自行脑补

    语法含义

    双冒号 :: 语法,当然也是不能独立使用的,需要配合特定的方法(属于后面章节的内容,稍安勿躁)

    不同用法

    用法一:静态方法调用

    使用 :: 语法调用静态方法:

    使用 LambdaTest::print 代替 f -> LambdaTest.print(f),简化了代码。

    用法二:调用非静态方法

    print() 方法不再标识为 static,于是需要实例对象来调用。

    fruits.forEach(new LambdaTest()::print);
    

    只是简写了:

    LambdaTest lt = new LambdaTest();
    fruits.forEach(lt::print);
    

    效果是一样的。

    实际上,本节开头的案例中,System.out::println 语句就是调用非静态方法 println(),因为 System.out 指代的是一个实例对象。

    用法三:多参数

    Collections.sort(students, (student1, student2) -> {
      // 第一个参数的学号 vs 第二个参数的学号
      return student1.getRollNo() - student2.getRollNo();
    });
    

    如果把比较的过程定义成一个方法:

    private static int compute(Student s1, Student s2) {
      ... ...
      ... ...
    }
    

    那么,排序过程就可以简写为:

    Collections.sort(students, SortTest::compute);
    

    注意,系统会 自动 获取上下文的参数,并按上下文定义的 顺序 传递给指定的方法。所谓 顺序 就是 Lambda 表达式 () 中的顺序。

    与变量名无关,s1 s2 命名只是便于理解

    用法四:父类方法

    我们在《Java面向对象》学过,super 关键字的作用是在子类中引用父类的属性或者方法。那么同样,:: 语法也可以用 super 关键字调用父类的非静态方法。

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