“Lambda 表达式”(lambda expression)是一个"匿名函数 ",Lambda表达式基于数学中的 λ演算 得名,直接对应于其中的lambda抽象(lambda abstraction),是一个匿名函数,即没有函数名的函数。Lambda表达式可以表示 闭包 (注意和数学传统意义上的不同)。
1.用lambda表达式实现Runnable
我开始使用Java 8时,首先做的就是使用lambda表达式替换匿名类,而实现Runnable接口是匿名类的最好示例。看一下Java 8之前的runnable实现方法,需要4行代码,而使用lambda表达式只需要一行代码。我们在这里做了什么呢?那就是用() -> {}代码块替代了整个匿名类。
// Java 8之前:new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("Before Java8, too much code for too little to do"); }}).start();
//Java 8方式:new Thread( () -> System.out.println("In Java8, Lambda expression rocks !!") ).start();
输出:
too much code, for too little to doLambda expression rocks !!
这个例子向我们展示了Java 8 lambda表达式的语法。你可以使用lambda写出如下代码:
(params) -> expression(params) -> statement(params) -> { statements }
例如,如果你的方法不对参数进行修改、重写,只是在控制台打印点东西的话,那么可以这样写:
() -> System.out.println("Hello Lambda Expressions");
如果你的方法接收两个参数,那么可以写成如下这样:
(int even, int odd) -> even + odd
顺便提一句,通常都会把lambda表达式内部变量的名字起得短一些。这样能使代码更简短,放在同一行。所以,在上述代码中,变量名选用a、b或者x、y会比even、odd要好。
2、使用Java 8 lambda表达式进行事件处理
如果你用过Swing API编程,你就会记得怎样写事件监听代码。这又是一个旧版本简单匿名类的经典用例,但现在可以不这样了。你可以用lambda表达式写出更好的事件监听代码,如下所示:
// Java 8之前:JButton show = new JButton("Show");show.addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { System.out.println("Event handling without lambda expression is boring"); }});
// Java 8方式:show.addActionListener((e) -> { System.out.println("Light, Camera, Action !! Lambda expressions Rocks");});
Java开发者经常使用匿名类的另一个地方是为 Collections.sort() 定制 Comparator。在Java 8中,你可以用更可读的lambda表达式换掉丑陋的匿名类。我把这个留做练习,应该不难,可以按照我在使用lambda表达式实现 Runnable 和 ActionListener 的过程中的套路来做。
3.使用lambda表达式和函数式接口Predicate
除了在语言层面支持函数式编程风格,Java 8也添加了一个包,叫做 java.util.function。它包含了很多类,用来支持Java的函数式编程。其中一个便是Predicate,使用 java.util.function.Predicate 函数式接口以及lambda表达式,可以向API方法添加逻辑,用更少的代码支持更多的动态行为。下面是Java 8 Predicate 的例子,展示了过滤集合数据的多种常用方法。Predicate接口非常适用于做过滤。
public static void main(args[]){ List languages = Arrays.asList("Java", "Scala", "C++", "Haskell", "Lisp"); System.out.println("Languages which starts with J :"); filter(languages, (str)->str.startsWith("J")); System.out.println("Languages which ends with a "); filter(languages, (str)->str.endsWith("a")); System.out.println("Print all languages :"); filter(languages, (str)->true); System.out.println("Print no language : "); filter(languages, (str)->false); System.out.println("Print language whose length greater than 4:"); filter(languages, (str)->str.length() > 4);} public static void filter(List names, Predicate condition) { for(String name: names) { if(condition.test(name)) { System.out.println(name + " "); } }}
输出:
Languages which starts with J :JavaLanguages which ends with aJavaScalaPrint all languages :JavaScalaC++HaskellLispPrint no language :Print language whose length greater than 4:ScalaHaskell
// 更好的办法public static void filter(List names, Predicate condition) { names.stream().filter((name) -> (condition.test(name))).forEach((name) -> { System.out.println(name + " "); });}
可以看到,Stream API的过滤方法也接受一个Predicate,这意味着可以将我们定制的 filter() 方法替换成写在里面的内联代码,这就是lambda表达式的魔力。另外,Predicate接口也允许进行多重条件的测试,下个例子将要讲到。
4.如何在lambda表达式中加入Predicate
上个例子说到,java.util.function.Predicate 允许将两个或更多的 Predicate 合成一个。它提供类似于逻辑操作符AND和OR的方法,名字叫做and()、or()和xor(),用于将传入 filter() 方法的条件合并起来。例如,要得到所有以J开始,长度为四个字母的语言,可以定义两个独立的 Predicate 示例分别表示每一个条件,然后用 Predicate.and() 方法将它们合并起来,如下所示:
// 甚至可以用and()、or()和xor()逻辑函数来合并Predicate,// 例如要找到所有以J开始,长度为四个字母的名字,你可以合并两个Predicate并传入Predicate<String> startsWithJ = (n) -> n.startsWith("J");Predicate<String> fourLetterLong = (n) -> n.length() == 4;names.stream() .filter(startsWithJ.and(fourLetterLong)) .forEach((n) -> System.out.print("nName, which starts with 'J' and four letter long is : " + n));
类似地,也可以使用 or() 和 xor() 方法。本例着重介绍了如下要点:可按需要将 Predicate 作为单独条件然后将其合并起来使用。简而言之,你可以以传统Java命令方式使用 Predicate 接口,也可以充分利用lambda表达式达到事半功倍的效果。
5.使用lambda表达式对列表进行迭代
如果你使过几年Java,你就知道针对集合类,最常见的操作就是进行迭代,并将业务逻辑应用于各个元素,例如处理订单、交易和事件的列表。由于Java是命令式语言,Java 8之前的所有循环代码都是顺序的,即可以对其元素进行并行化处理。如果你想做并行过滤,就需要自己写代码,这并不是那么容易。通过引入lambda表达式和默认方法,将做什么和怎么做的问题分开了,这意味着Java集合现在知道怎样做迭代,并可以在API层面对集合元素进行并行处理。下面的例子里,我将介绍如何在使用lambda或不使用lambda表达式的情况下迭代列表。你可以看到列表现在有了一个 forEach() 方法,它可以迭代所有对象,并将你的lambda代码应用在其中。
// Java 8之前:List features = Arrays.asList("Lambdas", "Default Method", "Stream API", "Date and Time API");for (String feature : features) { System.out.println(feature);}
// Java 8之后:List features = Arrays.asList("Lambdas", "Default Method", "Stream API", "Date and Time API");features.forEach(n -> System.out.println(n)); // 使用Java 8的方法引用更方便,方法引用由::双冒号操作符标示,// 看起来像C++的作用域解析运算符features.forEach(System.out::println);
输出:
LambdasDefault MethodStream APIDate and Time API
列表循环的最后一个例子展示了如何在Java 8中使用方法引用(method reference)。你可以看到C++里面的双冒号、范围解析操作符现在在Java 8中用来表示方法引用。
6.通过过滤创建一个String列表
过滤是Java开发者在大规模集合上的一个常用操作,而现在使用lambda表达式和流API过滤大规模数据集合是惊人的简单。流提供了一个 filter() 方法,接受一个 Predicate 对象,即可以传入一个lambda表达式作为过滤逻辑。下面的例子是用lambda表达式过滤Java集合,将帮助理解。
// 创建一个字符串列表,每个字符串长度大于2List<String> filtered = strList.stream().filter(x -> x.length()> 2).collect(Collectors.toList());System.out.printf("Original List : %s, filtered list : %s %n", strList, filtered);
输出:
Original List : [abc, , bcd, , defg, jk], filtered list : [abc, bcd, defg]
另外,关于 filter() 方法有个常见误解。在现实生活中,做过滤的时候,通常会丢弃部分,但使用filter()方法则是获得一个新的列表,且其每个元素符合过滤原则。
7.复制不同的值,创建一个子列表
本例展示了如何利用流的 distinct() 方法来对集合进行去重。
// 用所有不同的数字创建一个正方形列表List<Integer> numbers = Arrays.asList(9, 10, 3, 4, 7, 3, 4);List<Integer> distinct = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());System.out.printf("Original List : %s, Square Without duplicates : %s %n", numbers, distinct);
输出:
Original List : [9, 10, 3, 4, 7, 3, 4], Square Without duplicates : [81, 100, 9, 16, 49]
8.复制不同的值,创建一个子列表
本例展示了如何利用流的 distinct() 方法来对集合进行去重。
// 用所有不同的数字创建一个正方形列表List<Integer> numbers = Arrays.asList(9, 10, 3, 4, 7, 3, 4);List<Integer> distinct = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());System.out.printf("Original List : %s, Square Without duplicates : %s %n", numbers, distinct);
输出:
Original List : [9, 10, 3, 4, 7, 3, 4], Square Without duplicates : [81, 100, 9, 16, 49]
总结:通过上述的几个例子,大家差不多也能明白了lambda是用来干什么以及好处了。 显而易见的,好处就是代码量大大减少了!程序逻辑也很清晰明了。 它的用处浅显来说就是替代“内部匿名类”、可以对集合或者数组进行循环操作。
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