教你精通Java语法之第十五章、Lambda表达式

简介: 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。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。

 目录

一、背景

1.1Lambda表达式的语法

1.2函数式接口

二、Lambda表达式的基本使用

2.1语法精简

三、变量捕获

3.1匿名内部类

3.2匿名内部类的变量捕获

3.3Lambda的变量捕获

四、Lambda在集合当中的使用

4.1Collection接口

4.2 List接口

4.3Map接口

五、总结


一、背景

Lambda表达式是Java SE 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) 。

1.1Lambda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反回,这里的代码块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反回。

// 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)

image.gif

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的。

定义方式:

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

image.gif

但是这种方式也是可以的:

@FunctionalInterface
interface 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");
    }
}

image.gif


二、Lambda表达式的基本使用

首先,我们实现准备好几个接口:

//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);
}

image.gif

我们在上面提到过,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(){
@Override
public void test() {
    System.out.println("hello");
        }
    };
noParameterNoReturn.test();

image.gif

具体使用见以下示例代码:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.HashMap;
import java.util.PriorityQueue;
import java.util.function.BiConsumer;
import java.util.function.Consumer;
/**
 * @Author 12629
 * @Description:函数式接口:当一个接口当中 只有一个抽象方法的时候
 */
//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);
}
public static void main3(String[] args) {
        //MoreParameterReturn moreParameterReturn = (a,b) -> {return a+b;};
        MoreParameterReturn moreParameterReturn = (a,b) -> a+b;
        System.out.println(moreParameterReturn.test(10, 20));
        //NoParameterReturn noParameterReturn = ()->{return 10;};
        NoParameterReturn noParameterReturn = ()-> 10;
        int ret = noParameterReturn.test();
        System.out.println(ret);
        OneParameterReturn oneParameterReturn = x -> x*2;
        int ret2 = oneParameterReturn.test(12);
        System.out.println(ret2);
    }
    public static void main2(String[] args) {
        OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = x-> System.out.println(x);
        oneParameterNoReturn.test(10);
        System.out.println("=======");
        MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (x,y) -> System.out.println(x+y);
        moreParameterNoReturn.test(10,20);
        System.out.println("=======");
    }
    public static void main1(String[] args) {
        NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = new NoParameterNoReturn(){
            @Override
            public void test() {
                System.out.println("1234");
            }
        };
        noParameterNoReturn.test();
        System.out.println("=================");
//        ()->{
//            System.out.println("1234");
//        };
        NoParameterNoReturn noParameterNoReturn2 = ()->System.out.println("1234");
        noParameterNoReturn2.test();
    }
}

image.gif

2.1语法精简

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。

示例代码:

public static void main(String[] args) {
        MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = ( a, b)->{
            System.out.println("无返回值多个参数,省略参数类型:"+a+" "+b);
        };
        moreParameterNoReturn.test(20,30);
        OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = a ->{
            System.out.println("无参数一个返回值,小括号可以胜率:"+ a);
        };
        oneParameterNoReturn.test(10);
        NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()->System.out.println("无参数无返回值,方法体中只有一行代码");
        noParameterNoReturn.test();
//方法体中只有一条语句,且是return语句
        NoParameterReturn noParameterReturn = ()-> 40;
        int ret = noParameterReturn.test();
        System.out.println(ret);
    }

image.gif


三、变量捕获

Lambda 表达式中存在变量捕获 ,了解了变量捕获之后,我们才能更好的理解Lambda 表达式的作用域 。Java当中的匿名类中,会存在变量捕获。

3.1匿名内部类

匿名内部类就是没有名字的内部类 。我们这里只是为了说明变量捕获,所以,匿名内部类只要会使用就好,那么下面我们来,简单的看看匿名内部类的使用就好了。

具体想详细了解的同学戳这里:https://www.cnblogs.com/SQP51312/p/6100314.html

class Test {
    public void func(){
        System.out.println("func()");
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        new Test(){
            @Override
            public void func() {
                System.out.println("我是内部类,且重写了func这个方法!");
            }
        };
    }
}

image.gif

在上述代码当中的main函数当中,我们看到的就是一个匿名内部类的简单的使用。

3.2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(){
            @Override
            public 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!");
            }
        };
    }
}

image.gif

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。

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 100;
        new Test(){
            @Override
            public void func() {
                a = 99;
                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!");
            }
        };
    }
}

image.gif

该代码直接编译报错

3.3Lambda的变量捕获

在Lambda当中也可以进行变量的捕获,具体我们看一下代码。

@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
    void test();
}
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()->{
// a = 99; error
            System.out.println("捕获变量:"+a);
        };
        noParameterNoReturn.test();
    }

image.gif


四、Lambda在集合当中的使用

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。

image.gif编辑

以上方法的作用可自行查看我们发的帮助手册。我们这里会示例一些方法的使用。注意:Collection的forEach()方法是从接口 java.lang.Iterable 拿过来的。

4.1Collection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);
     }
}

image.gif

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("abcd");
        list.add("efgh");
        /*list.forEach(new Consumer<String>() {
            @Override
            public void accept(String s) {
                System.out.println(s);
            }
        });*/
        list.forEach(s -> System.out.println(s));
        System.out.println("++++++++++++++");
        /*list.sort(new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                return o1.compareTo(o2);
            }
        });*/
        list.sort(((o1, o2) -> o1.compareTo(o2)));
        list.forEach(s -> System.out.println(s));
    }

image.gif

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 static void main6(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("hello");
        list.add("abcd");
        list.add("efgh");
        /*list.forEach(new Consumer<String>() {
            @Override
            public void accept(String s) {
                System.out.println(s);
            }
        });*/
        list.forEach(s -> System.out.println(s));
        System.out.println("++++++++++++++");
        /*list.sort(new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                return o1.compareTo(o2);
            }
        });*/
        list.sort(((o1, o2) -> o1.compareTo(o2)));
        list.forEach(s -> System.out.println(s));
    }

image.gif

4.3Map接口

public static void main(String[] args) {
        HashMap<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("abc",3);
        map.put("def",1);
        map.put("hello",4);
        map.put("ok",7);
        /*map.forEach(new BiConsumer<String, Integer>() {
            @Override
            public void accept(String s, Integer integer) {
                System.out.println("key "+ s +" value: "+integer);
            }
        });*/
        map.forEach((k,v) -> System.out.println("key: "+ k +" value: "+v));
    }

image.gif


五、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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