Java——Lambda表達式

1. 背景

Lambda表達式是JavaSE 8中一個重要的新特性。Lambda表達式允許你通過表達式來代替功能接口。 Lambda表達式就和方法一樣，它提供了一個正常的參數列表和一個使用這些參數的主體(body，可以是一個表達式或一個代碼塊)。 Lambda 表達式（Lambda expression），基于數學中的?λ?演算得名，也可稱為閉包(Closure)。

1.1 Lambda表達式的語法

基本語法: (parameters) -> expression 或 (parameters) ->{ statements; }

Lambda表達式由三部分組成：

1. paramaters：類似方法中的形參列表，這里的參數是函數式接口里的參數。這里的參數類型可以明確的聲明也可不聲明而由JVM隱含的推斷。另外當只有一個推斷類型時可以省略掉圓括號。

2. ->：可理解為“被用于”的意思

3. 方法體：可以是表達式也可以代碼塊，是函數式接口里方法的實現。代碼塊可返回一個值或者什么都不返回，這里的代碼塊等同于方法的方法體。如果是表達式，也可以返回一個值或者什么都不返回。

        // 1. 不需要參數,返回值為 2() -> 2// 2. 接收一個參數(數字類型),返回其2倍的值x -> 2 * x// 3. 接受2個參數(數字),并返回他們的和(x, y) -> x + y// 4. 接收2個int型整數,返回他們的乘積(int x, int y) -> x * y// 5. 接受一個 string 對象,并在控制臺打印,不返回任何值(看起來像是返回void)(String s) -> System.out.print(s)

1.2 函數式接口

要了解Lambda表達式，首先需要了解什么是函數式接口，函數式接口定義：一個接口有且只有一個抽象方法。

注意：

  1. 如果一個接口只有一個抽象方法，那么該接口就是一個函數式接口
  2. 如果我們在某個接口上聲明了 @FunctionalInterface 注解，那么編譯器就會按照函數式接口的定義來要求該接 口，這樣如果有兩個抽象方法，程序編譯就會報錯的。所以，從某種意義上來說，只要你保證你的接口中只有一個抽象方法，你可以不加這個注解。加上就會自動進行檢測。

定義方式：

        @FunctionalInterfaceinterface NoParameterNoReturn {//注意：只能有一個方法void test();}

特例：

        @FunctionalInterfaceinterface NoParameterNoReturn {void test();default void test2() {System.out.println("JDK1.8新特性，default默認方法可以有具體的實現");}}

2. Lambda表達式的基本使用

準備幾個接口：

//無返回值無參數
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {void test();
}
//無返回值一個參數
@FunctionalInterface
interface OneParameterNoReturn {void test(int a);
}
//無返回值多個參數
@FunctionalInterface
interface MoreParameterNoReturn {void test(int a,int b);
}
//有返回值無參數
@FunctionalInterface
interface NoParameterReturn {int test();
}
//有返回值一個參數
@FunctionalInterface
interface OneParameterReturn {int test(int a);
}
//有返回值多參數
@FunctionalInterface
interface MoreParameterReturn {int test(int a,int b);
}

Lambda可以理解為：Lambda就是匿名內部類的簡化，實際上是創建了一個類，實現了接口，重寫了接口的方法。沒有使用Lambda表達式的時候的調用方式：

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

使用Lambda表達式：

public class TestDemo {public static void main(String[] args) {NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()->System.out.println("無參數無返回值");noParameterNoReturn.test();OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = (int a)->System.out.println("一個參數無返回值："+ a);oneParameterNoReturn.test(10);MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (int a,int b)->System.out.println("多個參數無返回值："+a+" "+b);moreParameterNoReturn.test(20,30);//有返回值無參數！NoParameterReturn noParameterReturn = ()->10;System.out.println(noParameterReturn.test());//有返回值有一個參數！OneParameterReturn oneParameterReturn = a->a;oneParameterReturn.test(50);//有返回值多個參數！MoreParameterReturn moreParameterReturn = (a,b)->a+b;System.out.println(moreParameterReturn.test(60, 70));}
}

語法精簡tips：

  1. 參數類型可以省略，如果需要省略，每個參數的類型都要省略
  2. 參數的小括號里面只有一個參數，那么小括號可以省略
  3. 如果方法體當中只有一句代碼，那么大括號可以省略
  4. 如果方法體中只有一條語句，且是return語句，那么大括號可以省略，且去掉return關鍵字

3. 變量捕獲

?3.1 匿名內部類的變量捕獲

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("我是內部類，且重寫了func這個方法！");System.out.println("我是捕獲到變量 a == "+a+" 我是一個常量，或者是一個沒有改變過值的變量！");}};}
}

在上述代碼當中的變量a就是，捕獲的變量。這個變量要么是被final修飾，如果不是被final修飾的 你要保證在使用 之前，沒有修改。如下代碼就是錯誤的代碼：

3.2 Lambda的變量捕獲

4. Lambda在集合中的使用

為了能夠讓Lambda和Java的集合類集更好的一起使用，集合當中也新增了部分接口，以便與Lambda表達式對接。

對應的接口

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

該方法在接口 Iterable 當中，原型如下：

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

該方法表示：對容器中的每個元素執行action指定的動作

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){//簡單遍歷集合中的元素。System.out.print(str+" ");}});
}

輸出結果：Hello world hello lambda

我們可以修改為如下代碼：

public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("Hello");list.add("bit");list.add("hello");list.add("lambda");//表示調用一個，不帶有參數的方法，其執行花括號內的語句，為原來的函數體內容。list.forEach(s -> {System.out.println(s);});
}

輸出結果：Hello world hello lambda

4.2 List接口

sort()方法的演示

sort方法源碼：該方法根據c指定的比較規則對容器元素進行排序

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){//注意這里比較長度return str1.length()-str2.length();}});System.out.println(list);
}

輸出結果：Hello, world, hello, lambda

修改為Lambda表達式：

    public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("Hello");list.add("world");list.add("hello");list.add("lambda");
//調用帶有2個參數的方法，且返回長度的差值list.sort((str1,str2)-> str1.length()-str2.length());System.out.println(list);}

輸出結果：Hello, world, hello, lambda

4.3 Map接口

HashMap 的 forEach()

該方法原型如下：

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);}
}

作用是對Map中的每個映射執行action指定的操作。

代碼示例：

    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 + " ");}});}

輸出結果： 1=hello 2=world 3=hello 4=lambda?

使用lambda表達式后的代碼：

    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 + " "));}

輸出結果：1=hello 2=world 3=hello 4=lambda?

5. 總結

Lambda表達式的優點很明顯，在代碼層次上來說，使代碼變得非常的簡潔。缺點也很明顯，代碼不易讀。

優點：

  • 1. 代碼簡潔，開發迅速
  • 2. 方便函數式編程
  • 3. 非常容易進行并行計算
  • 4. Java 引入 Lambda，改善了集合操作

缺點：

  • 1. 代碼可讀性變差
  • 2. 在非并行計算中，很多計算未必有傳統的 for 性能要高
  • 3. 不容易進行調試

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