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java基础之Lamdba表达式01_表达式基础

java基础之Lamdba表达式01_表达式基础

作者: 孔浩 | 来源:发表于2017-12-09 00:22 被阅读210次

    Java8提供了Lamdba表达式,通过表达式可以简化一些代码的表达方式,设计思路和javascript的函数类似,此处我不希望花太多的时间来介绍Lambda的作用,对于Lamdba的学习,应该首先看看它是怎么一回事,学会之后通过几个实例即可掌握Lamdba表达式的作用和意义。

    Lamdba表达式的表示方式

    在java中我们通常都是定义单行变量,就好比如下的操作

    int n = 10;
    String str = "hello";
    boolean b = true;
    

    而Lamdba是函数变量,什么是函数变量呢,就等于我们用一个名称来表示一个函数,如下所示

    helloFunction = public void sayHello() {
      System.out.println("hello world!");
    }
    

    对于上面一个函数变量而言,public是访问控制修饰符,在对于函数的变量而言,没有意义,可以省略,之后就成如下的样子

    helloFunction = void sayHello(){
      System.out.println("hello world!");
    }
    

    对于函数变量而言,我们关心的是函数这个变量的结果,函数的名称就没有任何意义,void表示没有返回值,也没有意义,将这两个删除之后

    helloFunction = () {
      System.out.println("hello world!");
    }
    

    如果这个函数中只有一行代码,我们可以将花括号省略,使用->来替换前花括号,最后就变成了如下的一个样子

    helloFunction = ()->System.out.println("hello world!");
    

    已上就是一个Lamdba表达式的写法,通过这个例子各位应该清楚什么是Lamdba了吧,它其实就是一个函数级别的变量,当然这个代码是无法被编译。在继续讲解之前,我们来看一下其他几个函数的转换问题

    public int add(int a,int b) {
      return a+b;
    }
    

    对于以上函数,首先定义一个变量来存储这个函数,然后去掉public和add名称,最后就是返回值的处理,只要直接声明函数的结果是a+b即可

    addFunction = (int a,int b)->a+b;
    

    通过java实现Lamdba

    下面我们会通过一个例子来实现一个Lamdba表达式,首先看helloFunction,对于helloFunction这个变量而言如果需要符合语法规则,第一是需要一个变量类型,在java8中通过接口来定义这个函数类型,只要创建一个接口,接口中有一个和这个函数的参数和返回值一样的抽象函数即可。

    interface HelloFunction {
        /**
         * helloFunction中的函数没有返回值和没有参数,此时只要HelloFunction接口中
         * 有一个不带参数和没有返回值的函数即可
         */
        public void foo();
    }
    
    

    此时的helloFunction就可以使用这个接口作为变量类型

    public class HelloLambda {
        public static void main(String[] args) {
            //HelloFunction中要存在一个同样类型和同样返回值的函数
            HelloFunction helloFunction = () -> System.out.println("hello world!");
            helloFunction.foo();
        }
    }
    

    此时如果修改HelloFunction中的函数的参数类型和返回值都会报错,而且HelloFunction中也不能添加其他的方法,如果添加其他方法都会报错,所以函数接口中只能有一个方法。Java提供了一个Annotation来声明这种函数接口@FunctionalInterface接下来看看add方法的操作,原理也一样,定义接口,接口中有个方法有两个int的参数和int的返回值。

    @FunctionalInterface
    interface AddFunction {
        public int add(int a,int b);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
      //此时由于确定了函数值的类型,也就等于确定了参数的类型,所以,函数的参数的类型也可以省略
      AddFunction addFunction = (a,b) -> a+b;
      System.out.println(addFunction.add(12,22));
    }
    

    需要注意的是由于在定义函数变量时,可以通过函数变量的类型就可以知道里面的函数参数类型,所以在Lamdba表达式中也不用声明函数类型。

    Lamdba表达式和匿名内部类

    Lamdba表达式的这种方式非常类似Java的匿名内部类

    //匿名内部类,整个操作和Lamdba非常类似
    AddFunction af = new AddFunction() {
      public int add(int a, int b) {
        return a+b;
      };
    };
    System.out.println(af.add(12, 22));
    

    两者的操作非常类似,当然到后面我们会发现他们之间的区别,目前我们所看到的主要区别有这样三点:1、匿名内部类的接口可以有多个方法,但是Lamdba的函数接口只能有一个方法。2、匿名内部类的实现方式比较麻烦一些。3、对于Lamdba表达式而言,并不一定是固定类型的,只要有另外一个接口满足这个函数的基本要求,就可以用来设置Lamdba表达式,这是Lamdba表达式的优点,利用这个优点可以快速的开发多线程的程序。举个例子,java的Runnable接口中只有一个run方法,这个接口和方法完全满足HelloFunction的需求,我们就可以按照下面的方式来定义这种写法。

    Runnable rfunction = () -> System.out.println("hello world!");
    

    此时的cfunction其实就是一个实现了Runnable的函数对象,同样可以作为Thread的参数传进去,就可以实现多线程的开发。

    Lamdba作为函数的参数值

    Lamdba表达式还可以作为函数的参数值来使用,看如下一个例子

    public class TypeLamdba {
    
        public static void main(String[] args) {
    //      StrLengthFunction sf = (s)->s.length();
    //      printStrLen(sf, "this is a Lamdba!");
            //上面的两行代码可以使用下面这种表示方式
            printStrLen((s)->s.length(), "this is a Lamdba!");
        }
        
        /**
         * 该方法的参数使用了函数接口作为第一个参数
         */
        private static void printStrLen(StrLengthFunction sl,String value) {
            System.out.println(sl.length(value));
        }
        
        @FunctionalInterface
        interface StrLengthFunction {
            public int length(String str);
        }
    
    }
    

    通过上面一个例子,我们获取了字符串的长度,并且通过Lamdba表达式将其打印出来,这里大家看起来似乎比较的麻烦,但是这个实例提供一种操作。下面我们将看一个基于Lamdba处理列表的实例。

    Lamdba表达式的具体实例

    首先创建一个实体类Student

    public class Student {
        private String name;
        private String no;
        private int age;
        
        public Student() {}
        
        public Student(String name, String no, int age) {
            super();
            this.name = name;
            this.no = no;
            this.age = age;
        }
      /.省略getter和setter./
    }
    

    接着创建一个列表

    public class TestStudent {
        public static void main(String[] args) {
            List<Student> stuList = Arrays.asList(
                    new Student("张三","001",19),
                    new Student("李四","005",22),
                    new Student("王五","010",14),
                    new Student("赵六","004",18),
                    new Student("何琦","006",12)
                    );
        }
    }
    

    我们先按照传统的方式来完成如下三个操作,根据用户no排序,列表所有的用户信息,显示年龄大于15岁的所有学生。

    这三个操作如果不使用Lamdba表达式非常简单,比较大小只要通过Collections.compare()方法即可完成,第二个参数是一个Comparator的接口,我们通过内部类来实现,下面是三个函数的代码

    //根据学号排序
        public static void sortByNo(List<Student> list) {
            Collections.sort(list,new Comparator<Student>() {
                public int compare(Student o1, Student o2) {
                    return o1.getNo().compareTo(o2.getNo());
                };
            });
        }
        //列表所有学生信息
        public static void listAll(List<Student> stuList) {
            for(Student stu:stuList) {
                System.out.println(stu);
            }
            
        }
        //过滤小于15岁的学生
        public static void filterAge(List<Student> list) {
            for(Student stu:list) {
                if(stu.getAge()>15) {
                    System.out.println(stu);
                }
            }
        }
    

    已上三个代码都是以硬编码的方式实现,这种所带来的问题是不灵活,特别是filterAge,在此处其实除了过滤年龄,我们还可能会有其他的条件过滤需求,所以可以通过传入一个条件接口来实现,看看下面改造后的代码

    public static void filterCondition(List<Student> stuList,Condition<Student> c) {
      for(Student stu:stuList) {
        if(c.test(stu)) {
          System.out.println(stu);
        }
      }
    }
    
    interface Condition<T> {
      public boolean test(T t);
    }
    

    增加了一个Condition的接口,来传入条件,当满足条件之后就执行打印,这个条件可以通过匿名内部类的方式来实现

    filterCondition(stuList, new Condition<Student>() {
      @Override
      public boolean test(Student t) {
        if(t.getAge()>15) return true;
        return false;
      }
    });
    

    已上实现了这个操作,这种方式看起来复杂,但是它提供了一个条件检测,只要用不同的方式Condition接口,就可以根据条件来处理不同的信息,这和java中File类的FileFilter非常类似。

    以下是该版本的完整代码

    public class TestNewStudentByJdk7 {
        public static void main(String[] args) {
            List<Student> stuList = Arrays.asList(
                    new Student("张三","001",19),
                    new Student("李四","005",22),
                    new Student("王五","010",14),
                    new Student("赵六","004",18),
                    new Student("何琦","006",12)
                    );
            sortByNo(stuList);
            listAll(stuList);
            System.out.println("-------------");
            filterCondition(stuList, new Condition<Student>() {
                @Override
                public boolean test(Student t) {
                    if(t.getAge()>15) return true;
                    return false;
                }
            });
        }
        
        //根据学号排序
        public static void sortByNo(List<Student> list) {
            Collections.sort(list,new Comparator<Student>() {
                public int compare(Student o1, Student o2) {
                    return o1.getNo().compareTo(o2.getNo());
                };
            });
        }
        //列表所有学生信息
        public static void listAll(List<Student> stuList) {
            for(Student stu:stuList) {
                System.out.println(stu);
            }
            
        }
        
        public static void filterCondition(List<Student> stuList,Condition<Student> c) {
            for(Student stu:stuList) {
                if(c.test(stu)) {
                    System.out.println(stu);
                }
            }
        }
        
        interface Condition<T> {
            public boolean test(T t);
        }
    }
    

    下面我们将看一下Lamdba的实现方式,首先看sortByName方法,Comparator接口中只有一个compare的函数,所以我们可以使用Lamdba来简化这一部分的操作。

    //根据学号排序
    public static void sortByNo(List<Student> list) {
      Collections.sort(list,(s1,s2)->s1.getNo().compareTo(s2.getNo()));
    }
    

    接下来通过Lamdba的方式来操作filter方法,这个使用了Lamdba之后会简化非常多的操作,看如下三个例子

    //查询所有年龄大于15的人
    filterCondition(stuList,(t)->t.getAge()>15);
    //查询姓张的所有学生
    filterCondition(stuList,(t)->t.getName().startsWith("张"));
    //查询所有学生对象,条件为true
    filterCondition(stuList, (t)->true);
    

    可见使用了Lamdba之后整个代码得到了极大的精简,看一下完整的代码

    public class TestStudentByLamdba {
        public static void main(String[] args) {
            List<Student> stuList = Arrays.asList(
                    new Student("张三","001",19),
                    new Student("李四","005",22),
                    new Student("王五","010",14),
                    new Student("赵六","004",18),
                    new Student("何琦","006",12)
                    );
            sortByNo(stuList);
            System.out.println("age > 15");
            //查询所有年龄大于15的人
            filterCondition(stuList,(t)->t.getAge()>15);
            System.out.println("name like 张");
            //查询姓张的所有学生
            filterCondition(stuList,(t)->t.getName().startsWith("张"));
            System.out.println("all student");
            //查询所有学生对象,条件为true
            filterCondition(stuList, (t)->true);
        }
        
        //根据学号排序
        public static void sortByNo(List<Student> list) {
            Collections.sort(list,(s1,s2)->s1.getNo().compareTo(s2.getNo()));
        }
        
        public static void filterCondition(List<Student> stuList,Condition<Student> c) {
            for(Student stu:stuList) {
                if(c.test(stu)) {
                    System.out.println(stu);
                }
            }
        }
        
        interface Condition<T> {
            public boolean test(T t);
        }
    }
    

    关于Lamdba的讲解第一部分就到这里,相信通过这些实例,会让大家对Lamdba有一个基本的认识,下一部分将会讲解一些相对深入的知识。

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