Java8 到 Java21 系列之 Lambda 表達式：函數式編程的開端（Java 8）

系列目錄

Java8 到 Java21 系列之 Lambda 表達式：函數式編程的開端（Java 8）
Java 8 到 Java 21 系列之 Stream API：數據處理的新方式（Java 8）
Java 8 到 Java 21 系列之 Optional 類型：優雅地處理空值（Java 8）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之新日期時間 API：精確的時間管理（Java 8）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之模塊化系統：構建模塊化的 Java 應用（Java 9）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之 JShell：即時運行 Java 代碼（Java 9）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之局部變量類型推斷：var 關鍵字的妙用（Java 10）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之 HTTP Client API：現代網絡通信的基礎（Java 11）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之 ZGC：低延遲垃圾收集器的秘密（Java 11）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之 Switch 表達式的進化（Java 12）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之文本塊：輕松管理多行字符串（Java 13）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之 instanceof 模式匹配：簡化類型檢查（Java 14）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之 Records：數據類的全新體驗（Java 14）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之密封類：限制繼承的藝術（Java 15）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之外部函數與內存 API：無縫集成本地代碼（Java 17）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之 Sealed Classes 正式登場：增強類型安全性（Java 17）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之強封裝 JDK 內部 API：保護你的應用程序（Java 17）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之增強的偽隨機數生成器：更高質量的隨機數（Java 17）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之虛擬線程：并發編程的新紀元（Java 21）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之分代 ZGC 優化：邁向更高性能（Java 21）更新中
Java 8 到 Java 21 系列之序列集合 API：簡化集合操作（Java 21）更新中

摘要與引言

自Java 8發布以來，Lambda表達式作為其核心特性之一，標志著Java進入了函數式編程的新時代。它不僅簡化了代碼結構，還使得編寫并發程序變得更加直觀和高效。通過允許行為作為參數傳遞，Lambda表達式極大地減少了模板代碼的數量，增強了代碼的可讀性和維護性。本文將深入探討Lambda表達式的概念、語法及其在Java中的應用，并通過具體的示例展示如何利用這一強大的特性來提高開發效率。同時，我們將對比傳統方法與Lambda表達式的實現，幫助讀者更好地理解其優勢。

Lambda表達式的概念

Lambda表達式是一種匿名函數，可以作為參數傳遞給方法或存儲在變量中。這種特性特別適合于只有一個抽象方法的接口——即所謂的函數式接口。通過使用Lambda表達式，開發者能夠更專注于業務邏輯本身，而不是繁瑣的實現細節。例如，它可以用來簡化集合操作、事件處理等場景，從而讓代碼更加簡潔和易讀。

Lambda表達式的語法

Lambda表達式由三個主要部分組成：

參數列表
箭頭操作符 ->
主體（可以是一個表達式或語句塊）

以下是幾種常見的Lambda表達式形式：

1. 無參的Lambda表達式

Lambda表達式：

Runnable noArguments = () -> System.out.println("Hello World");

等價的傳統方法（匿名內部類）：

Runnable noArguments = new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("Hello World");}
};

2. 單個參數的Lambda表達式

Lambda表達式：

Consumer<String> singleParameter = s -> System.out.println(s);

等價的傳統方法（匿名內部類）：

Consumer<String> singleParameter = new Consumer<String>() {@Overridepublic void accept(String s) {System.out.println(s);}
};

3. 多個參數的Lambda表達式

Lambda表達式：

BinaryOperator<Long> add = (x, y) -> x + y;

等價的傳統方法（匿名內部類）：

BinaryOperator<Long> add = new BinaryOperator<Long>() {@Overridepublic Long apply(Long x, Long y) {return x + y;}
};

4. 帶語句塊的Lambda表達式

Lambda表達式：

BinaryOperator<Integer> addWithBlock = (x, y) -> {int sum = x + y;return sum;
};

等價的傳統方法（匿名內部類）：

BinaryOperator<Integer> addWithBlock = new BinaryOperator<Integer>() {@Overridepublic Integer apply(Integer x, Integer y) {int sum = x + y;return sum;}
};

實際應用案例與傳統方法對比

示例1：創建線程

/*** Lambda表達式單元測試案例** @author JunLiang*/
@DisplayName("Lambda表達式單元測試案例")
public class LambdaTest {@DisplayName("測試Lambda創建線程")@Testpublic void threadTest(){// 使用匿名內部類創建線程new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("傳統方法!");}}).start();// 使用Lambda表達式創建線程new Thread(() -> System.out.println("Lambda表達式!")).start();}
}

在這里插入圖片描述

對比：

傳統方法需要顯式地定義匿名內部類，代碼冗長且不夠直觀。
Lambda表達式僅需一行代碼即可完成相同功能，顯著提高了可讀性和簡潔性。

示例2：集合數據處理

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;/*** Lambda表達式單元測試案例** @author JunLiang*/
@DisplayName("Lambda表達式單元測試案例")
public class LambdaTest {@DisplayName("測試Lambda表達式排序")@Testpublic void sortTest(){List<Employee> employees = new ArrayList<>();employees.add(new Employee("Alice", 35, 75000));employees.add(new Employee("Bob", 28, 60000));employees.add(new Employee("Charlie", 40, 90000));employees.add(new Employee("David", 32, 80000));employees.add(new Employee("Eve", 25, 50000));System.out.println("傳統方法：");// 過濾年齡大于30的員工List<Employee> filtered = new ArrayList<>();for (Employee employee : employees) {if (employee.getAge() > 30) {filtered.add(employee);}}// 按工資從高到低排序Collections.sort(filtered, new Comparator<Employee>() {@Overridepublic int compare(Employee e1, Employee e2) {return Double.compare(e2.getSalary(), e1.getSalary());}});// 提取并打印名字for (Employee employee : filtered) {System.out.println(employee.getName());}System.out.println("\nLambda表達式：");// 使用Lambda表達式和Stream API處理數據List<String> result = employees.stream().filter(employee -> employee.getAge() > 30).sorted((e1, e2) -> Double.compare(e2.getSalary(), e1.getSalary())).map(Employee::getName).collect(Collectors.toList());// 輸出結果result.forEach(System.out::println);}class Employee {private String name;private int age;private double salary;public Employee(String name, int age, double salary) {this.name = name;this.age = age;this.salary = salary;}public String getName() { return name; }public int getAge() { return age; }public double getSalary() { return salary; }}
}

測試結果如下：
在這里插入圖片描述

對比：

傳統方法需要手動遍歷集合進行過濾和排序，代碼量大且容易出錯。
Lambda表達式結合Stream API，以聲明式的方式完成復雜的數據處理任務，代碼簡潔、邏輯清晰。

結論

Lambda表達式是Java 8中最重要的新特性之一，開啟了Java編程的新篇章。通過提供更簡潔的語法和更強的表達能力，對于企業級應用來說，Lambda表達式的引入極大地提高了開發效率，降低了維護成本。它通過減少冗余代碼，增強了代碼的可讀性和可維護性。Lambda表達式幫助開發者編寫更加優雅和高效的代碼。無論是簡單的線程創建還是復雜的數據處理任務，Lambda表達式都能顯著提升開發體驗。隨著Java版本的不斷演進，Lambda表達式將在未來的版本中繼續發揮重要作用，成為現代Java應用不可或缺的一部分。

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