Java——Lambda表达式

1. 背景

Lambda表达式是JavaSE 8中一个重要的新特性。Lambda表达式允许你通过表达式来代替功能接口。 Lambda表达式就和方法一样，它提供了一个正常的参数列表和一个使用这些参数的主体(body，可以是一个表达式或一个代码块)。 Lambda 表达式（Lambda expression），基于数学中的 λ 演算得名，也可称为闭包(Closure)。

1.1 Lambda表达式的语法

基本语法: (parameters) -> expression 或 (parameters) ->{ statements; }

Lambda表达式由三部分组成：

1. paramaters：类似方法中的形参列表，这里的参数是函数式接口里的参数。这里的参数类型可以明确的声明也可不声明而由JVM隐含的推断。另外当只有一个推断类型时可以省略掉圆括号。

2. ->：可理解为“被用于”的意思

3. 方法体：可以是表达式也可以代码块，是函数式接口里方法的实现。代码块可返回一个值或者什么都不返回，这里的代码块等同于方法的方法体。如果是表达式，也可以返回一个值或者什么都不返回。

        // 1. 不需要参数,返回值为 2() -> 2// 2. 接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值x -> 2 * x// 3. 接受2个参数(数字),并返回他们的和(x, y) -> x + y// 4. 接收2个int型整数,返回他们的乘积(int x, int y) -> x * y// 5. 接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)(String s) -> System.out.print(s)

1.2 函数式接口

要了解Lambda表达式，首先需要了解什么是函数式接口，函数式接口定义：一个接口有且只有一个抽象方法。

注意：

  1. 如果一个接口只有一个抽象方法，那么该接口就是一个函数式接口
  2. 如果我们在某个接口上声明了 @FunctionalInterface 注解，那么编译器就会按照函数式接口的定义来要求该接 口，这样如果有两个抽象方法，程序编译就会报错的。所以，从某种意义上来说，只要你保证你的接口中只有一个抽象方法，你可以不加这个注解。加上就会自动进行检测。

定义方式：

        @FunctionalInterfaceinterface NoParameterNoReturn {//注意：只能有一个方法void test();}

特例：

        @FunctionalInterfaceinterface NoParameterNoReturn {void test();default void test2() {System.out.println("JDK1.8新特性，default默认方法可以有具体的实现");}}

2. Lambda表达式的基本使用

准备几个接口：

//无返回值无参数
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {void test();
}
//无返回值一个参数
@FunctionalInterface
interface OneParameterNoReturn {void test(int a);
}
//无返回值多个参数
@FunctionalInterface
interface MoreParameterNoReturn {void test(int a,int b);
}
//有返回值无参数
@FunctionalInterface
interface NoParameterReturn {int test();
}
//有返回值一个参数
@FunctionalInterface
interface OneParameterReturn {int test(int a);
}
//有返回值多参数
@FunctionalInterface
interface MoreParameterReturn {int test(int a,int b);
}

Lambda可以理解为：Lambda就是匿名内部类的简化，实际上是创建了一个类，实现了接口，重写了接口的方法。没有使用Lambda表达式的时候的调用方式：

NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = new NoParameterNoReturn(){@Overridepublic void test() {System.out.println("hello");}
};
noParameterNoReturn.test();

使用Lambda表达式：

public class TestDemo {public static void main(String[] args) {NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()->System.out.println("无参数无返回值");noParameterNoReturn.test();OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = (int a)->System.out.println("一个参数无返回值："+ a);oneParameterNoReturn.test(10);MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (int a,int b)->System.out.println("多个参数无返回值："+a+" "+b);moreParameterNoReturn.test(20,30);//有返回值无参数！NoParameterReturn noParameterReturn = ()->10;System.out.println(noParameterReturn.test());//有返回值有一个参数！OneParameterReturn oneParameterReturn = a->a;oneParameterReturn.test(50);//有返回值多个参数！MoreParameterReturn moreParameterReturn = (a,b)->a+b;System.out.println(moreParameterReturn.test(60, 70));}
}

语法精简tips：

  1. 参数类型可以省略，如果需要省略，每个参数的类型都要省略
  2. 参数的小括号里面只有一个参数，那么小括号可以省略
  3. 如果方法体当中只有一句代码，那么大括号可以省略
  4. 如果方法体中只有一条语句，且是return语句，那么大括号可以省略，且去掉return关键字

3. 变量捕获

 3.1 匿名内部类的变量捕获

class Test {public void func(){System.out.println("func()");}
}
public class TestDemo {public static void main(String[] args) {int a = 100;new Test(){@Overridepublic void func() {System.out.println("我是内部类，且重写了func这个方法！");System.out.println("我是捕获到变量 a == "+a+" 我是一个常量，或者是一个没有改变过值的变量！");}};}
}

在上述代码当中的变量a就是，捕获的变量。这个变量要么是被final修饰，如果不是被final修饰的 你要保证在使用 之前，没有修改。如下代码就是错误的代码：

3.2 Lambda的变量捕获

4. Lambda在集合中的使用

为了能够让Lambda和Java的集合类集更好的一起使用，集合当中也新增了部分接口，以便与Lambda表达式对接。

对应的接口

新增的方法

CollectionremoveIf() spliterator() stream() parallelStream() forEach()
ListreplaceAll() sort()
MapgetOrDefault() forEach() replaceAll() putIfAbsent() remove() replace() computeIfAbsent() computeIfPresent() compute() merge()

4.1 Collection接口

forEach()方法演示

该方法在接口 Iterable 当中，原型如下：

default void forEach(Consumer<? super T> action) {Objects.requireNonNull(action);for (T t : this) {action.accept(t);}
}

该方法表示：对容器中的每个元素执行action指定的动作

public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("Hello");list.add("world");list.add("hello");list.add("lambda");list.forEach(new Consumer<String>(){@Overridepublic void accept(String str){//简单遍历集合中的元素。System.out.print(str+" ");}});
}

输出结果：Hello world hello lambda

我们可以修改为如下代码：

public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("Hello");list.add("bit");list.add("hello");list.add("lambda");//表示调用一个，不带有参数的方法，其执行花括号内的语句，为原来的函数体内容。list.forEach(s -> {System.out.println(s);});
}

输出结果：Hello world hello lambda

4.2 List接口

sort()方法的演示

sort方法源码：该方法根据c指定的比较规则对容器元素进行排序

public void sort(Comparator<? super E> c) {final int expectedModCount = modCount;Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c);if (modCount != expectedModCount) {throw new ConcurrentModificationException();}modCount++;
}

使用示例：

public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("Hello");list.add("world");list.add("hello");list.add("lambda");list.sort(new Comparator<String>() {@Overridepublic int compare(String str1, String str2){//注意这里比较长度return str1.length()-str2.length();}});System.out.println(list);
}

输出结果：Hello, world, hello, lambda

修改为Lambda表达式：

    public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("Hello");list.add("world");list.add("hello");list.add("lambda");
//调用带有2个参数的方法，且返回长度的差值list.sort((str1,str2)-> str1.length()-str2.length());System.out.println(list);}

输出结果：Hello, world, hello, lambda

4.3 Map接口

HashMap 的 forEach()

该方法原型如下：

default void forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action) {Objects.requireNonNull(action);for (Map.Entry<K, V> entry : entrySet()) {K k;V v;try {k = entry.getKey();v = entry.getValue();} catch(IllegalStateException ise) {// this usually means the entry is no longer in the map.throw new ConcurrentModificationException(ise);}action.accept(k, v);}
}

作用是对Map中的每个映射执行action指定的操作。

代码示例：

    public static void main(String[] args) {HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();map.put(1, "hello");map.put(2, "world");map.put(3, "hello");map.put(4, "lambda");map.forEach(new BiConsumer<Integer, String>(){@Overridepublic void accept(Integer k, String v){System.out.print(k + "=" + v + " ");}});}

输出结果： 1=hello 2=world 3=hello 4=lambda 

使用lambda表达式后的代码：

    public static void main(String[] args) {HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();map.put(1, "hello");map.put(2, "world");map.put(3, "hello");map.put(4, "lambda");map.forEach((k,v)-> System.out.print(k + "=" + v + " "));}

输出结果：1=hello 2=world 3=hello 4=lambda 

5. 总结

Lambda表达式的优点很明显，在代码层次上来说，使代码变得非常的简洁。缺点也很明显，代码不易读。

优点：

  • 1. 代码简洁，开发迅速
  • 2. 方便函数式编程
  • 3. 非常容易进行并行计算
  • 4. Java 引入 Lambda，改善了集合操作

缺点：

  • 1. 代码可读性变差
  • 2. 在非并行计算中，很多计算未必有传统的 for 性能要高
  • 3. 不容易进行调试

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