Lambda表示式詳解

海向發表於2019-06-16

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Lambda簡介

Lambda 表示式是 JDK8 的一個新特性，可以取代大部分的匿名內部類，寫出更優雅的 Java 程式碼，尤其在集合的遍歷和其他集合操作中，可以極大地優化程式碼結構。

JDK 也提供了大量的內建函式式介面供我們使用，使得 Lambda 表示式的運用更加方便、高效。

對介面的要求

雖然使用 Lambda 表示式可以對某些介面進行簡單的實現，但並不是所有的介面都可以使用 Lambda 表示式來實習那。Lambda 規定介面中只能有一個需要被實現的方法，不是規定介面中只能有一個方法

jdk 8 中有另一個新特性：default， 被 default 修飾的方法會有預設實現，不是必須被實現的方法，所以不影響 Lambda 表示式的使用。

@FunctionalInterface

修飾函式式介面的，要求介面中的抽象方法只有一個。 這個註解往往會和 lambda 表示式一起出現。

Lambda 基礎語法

我們這裡給出六個介面，後文的全部操作都利用這六個介面來進行闡述。

/**多引數無返回*/
@FunctionalInterface
public interface NoReturnMultiParam {
    void method(int a, int b);
}

/**無參無返回值*/
@FunctionalInterface
public interface NoReturnNoParam {
    void method();
}

/**一個引數無返回*/
@FunctionalInterface
public interface NoReturnOneParam {
    void method(int a);
}

/**多個引數有返回值*/
@FunctionalInterface
public interface ReturnMultiParam {
    int method(int a, int b);
}

/*** 無參有返回*/
@FunctionalInterface
public interface ReturnNoParam {
    int method();
}

/**一個引數有返回值*/
@FunctionalInterface
public interface ReturnOneParam {
    int method(int a);
}

語法形式為 () -> {}，其中 () 用來描述引數列表，{} 用來描述方法體，-> 為 lambda運算子 ，讀作(goes to)。

import lambda.interfaces.*;

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {

        //無參無返回
        NoReturnNoParam noReturnNoParam = () -> {
            System.out.println("NoReturnNoParam");
        };
        noReturnNoParam.method();

        //一個引數無返回
        NoReturnOneParam noReturnOneParam = (int a) -> {
            System.out.println("NoReturnOneParam param:" + a);
        };
        noReturnOneParam.method(6);

        //多個引數無返回
        NoReturnMultiParam noReturnMultiParam = (int a, int b) -> {
            System.out.println("NoReturnMultiParam param:" + "{" + a +"," + + b +"}");
        };
        noReturnMultiParam.method(6, 8);

        //無參有返回值
        ReturnNoParam returnNoParam = () -> {
            System.out.print("ReturnNoParam");
            return 1;
        };

        int res = returnNoParam.method();
        System.out.println("return:" + res);

        //一個引數有返回值
        ReturnOneParam returnOneParam = (int a) -> {
            System.out.println("ReturnOneParam param:" + a);
            return 1;
        };

        int res2 = returnOneParam.method(6);
        System.out.println("return:" + res2);

        //多個引數有返回值
        ReturnMultiParam returnMultiParam = (int a, int b) -> {
            System.out.println("ReturnMultiParam param:" + "{" + a + "," + b +"}");
            return 1;
        };

        int res3 = returnMultiParam.method(6, 8);
        System.out.println("return:" + res3);
    }
}

Lambda 語法簡化

我們可以通過觀察以下程式碼來完成程式碼的進一步簡化，寫出更加優雅的程式碼。

import lambda.interfaces.*;

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {

        //1.簡化引數型別，可以不寫引數型別，但是必須所有引數都不寫
        NoReturnMultiParam lamdba1 = (a, b) -> {
            System.out.println("簡化引數型別");
        };
        lamdba1.method(1, 2);

        //2.簡化引數小括號，如果只有一個引數則可以省略引數小括號
        NoReturnOneParam lambda2 = a -> {
            System.out.println("簡化引數小括號");
        };
        lambda2.method(1);

        //3.簡化方法體大括號，如果方法條只有一條語句，則可以勝率方法體大括號
        NoReturnNoParam lambda3 = () -> System.out.println("簡化方法體大括號");
        lambda3.method();

        //4.如果方法體只有一條語句，並且是 return 語句，則可以省略方法體大括號
        ReturnOneParam lambda4 = a -> a+3;
        System.out.println(lambda4.method(5));

        ReturnMultiParam lambda5 = (a, b) -> a+b;
        System.out.println(lambda5.method(1, 1));
    }
}

Lambda 表示式常用示例

  • lambda 表示式引用方法

有時候我們不是必須要自己重寫某個匿名內部類的方法，我們可以可以利用 lambda表示式的介面快速指向一個已經被實現的方法。

語法

​ 方法歸屬者::方法名 靜態方法的歸屬者為類名，普通方法歸屬者為物件

public class Exe1 {
    public static void main(String[] args) {
        ReturnOneParam lambda1 = a -> doubleNum(a);
        System.out.println(lambda1.method(3));

        //lambda2 引用了已經實現的 doubleNum 方法
        ReturnOneParam lambda2 = Exe1::doubleNum;
        System.out.println(lambda2.method(3));

        Exe1 exe = new Exe1();

        //lambda4 引用了已經實現的 addTwo 方法
        ReturnOneParam lambda4 = exe::addTwo;
        System.out.println(lambda4.method(2));
    }

    /**
     * 要求
     * 1.引數數量和型別要與介面中定義的一致
     * 2.返回值型別要與介面中定義的一致
     */
    public static int doubleNum(int a) {
        return a * 2;
    }

    public int addTwo(int a) {
        return a + 2;
    }
}
  • 構造方法的引用

一般我們需要宣告介面，該介面作為物件的生成器，通過 類名::new 的方式來例項化物件，然後呼叫方法返回物件。

interface ItemCreatorBlankConstruct {
    Item getItem();
}
interface ItemCreatorParamContruct {
    Item getItem(int id, String name, double price);
}

public class Exe2 {
    public static void main(String[] args) {
        ItemCreatorBlankConstruct creator = () -> new Item();
        Item item = creator.getItem();

        ItemCreatorBlankConstruct creator2 = Item::new;
        Item item2 = creator2.getItem();

        ItemCreatorParamContruct creator3 = Item::new;
        Item item3 = creator3.getItem(112, "滑鼠", 135.99);
    }
}
  • lambda 表示式建立執行緒

我們以往都是通過建立 Thread 物件，然後通過匿名內部類重寫 run() 方法，一提到匿名內部類我們就應該想到可以使用 lambda 表示式來簡化執行緒的建立過程。

    Thread t = new Thread(() -> {
      for (int i = 0; i < 10; i++) {
        System.out.println(2 + ":" + i);
      }
    });
    t.start();
  • 遍歷集合

我們可以呼叫集合的 public void forEach(Consumer<? super E> action) 方法，通過 lambda 表示式的方式遍歷集合中的元素。以下是 Consumer 介面的方法以及遍歷集合的操作。Consumer 介面是 jdk 為我們提供的一個函式式介面。

    @FunctionalInterface
    public interface Consumer<T> {
        void accept(T t);
        //....
    }
      ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();

      Collections.addAll(list, 1,2,3,4,5);

      //lambda表示式 方法引用
      list.forEach(System.out::println);

      list.forEach(element -> {
        if (element % 2 == 0) {
          System.out.println(element);
        }
      });
  • 刪除集合中的某個元素

我們通過public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter)方法來刪除集合中的某個元素，Predicate 也是 jdk 為我們提供的一個函式式介面，可以簡化程式的編寫。

      ArrayList<Item> items = new ArrayList<>();
      items.add(new Item(11, "小牙刷", 12.05 ));
      items.add(new Item(5, "日本馬桶蓋", 999.05 ));
      items.add(new Item(7, "格力空調", 888.88 ));
      items.add(new Item(17, "肥皂", 2.00 ));
      items.add(new Item(9, "冰箱", 4200.00 ));

      items.removeIf(ele -> ele.getId() == 7);

      //通過 foreach 遍歷，檢視是否已經刪除
      items.forEach(System.out::println);
  • 集合內元素的排序

在以前我們若要為集合內的元素排序，就必須呼叫 sort 方法，傳入比較器匿名內部類重寫 compare 方法，我們現在可以使用 lambda 表示式來簡化程式碼。

        ArrayList<Item> list = new ArrayList<>();
        list.add(new Item(13, "背心", 7.80));
        list.add(new Item(11, "半袖", 37.80));
        list.add(new Item(14, "風衣", 139.80));
        list.add(new Item(12, "秋褲", 55.33));

        /*
        list.sort(new Comparator<Item>() {
            @Override
            public int compare(Item o1, Item o2) {
                return o1.getId()  - o2.getId();
            }
        });
        */

        list.sort((o1, o2) -> o1.getId() - o2.getId());

        System.out.println(list);

Lambda 表示式中的閉包問題

這個問題我們在匿名內部類中也會存在，如果我們把註釋放開會報錯，告訴我 num 值是 final 不能被改變。這裡我們雖然沒有標識 num 型別為 final，但是在編譯期間虛擬機器會幫我們加上 final 修飾關鍵字。

import java.util.function.Consumer;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        int num = 10;

        Consumer<String> consumer = ele -> {
            System.out.println(num);
        };

        //num = num + 2;
        consumer.accept("hello");
    }
}

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