Java学习笔记之Lamdba表达式 接口 方法引用
0x00 概述
本文涉及Java知识点有Lambda表达式，接口的组成，接口中的默认方法，接口中的静态方法，接口中的私有方法，方法引用
0x01 Lambda表达式
1.1 Lambda表达式介绍
需求：启动一个线程，在控制台输出一句话：多线程程序启动了
实现方式一：
步骤：
定义一个类MyRunnable实现Runnable接口，重写run方法()
创建Runnable类的对象
创建Thread类的对象，把MyRunnable的对象作为构造参数传递
启动线程
实现方式二：
内明内部类的方式改进
实现方式三：
Lambda表达式的方式改进
示例
package LambdaDemo; public class MyRunnable implements Runnable{ @Override public void run() { System.out.println("多线程启动了"); } }
package LambdaDemo; public class LambdaDemo { public static void main(String[] args) { /* // 方式一 MyRunnable my = new MyRunnable(); Thread t = new Thread(my); t.start(); */ /* // 方式二 new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("多线程程序启动了"); } }).start(); */ // 方式三 new Thread( () -> { System.out.println("多线程程序启动了"); }).start(); } }
- 函数式编程思想概述
函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法：“强调做什么，而不是以什么形式去做”
而我们要学习的Lambda表达式就是函数式思想的体现
1.2 Lambda表达式的标准格式
- 格式
(形式参数) -> {代码块}
形式参数：如果有多个参数，参数之间用逗号隔开，如果没有参数，留空即可
-> : 由英文中画线和大于符号组成，固定写法，代表指向动作
代码块： 是我们具体要做的事情，也就是以前我们写的方法体内容
- 组成Lambda表达式的三要素
形式参数，箭头，代码块
1.3 Lambda表达式练习1
- Lambda表达式的使用前提
有一个接口
接口中有且仅有一个抽象方法
- 练习描述
无参无返回值抽象方法练习
- 操作步骤
定义一个接口(Eatable)，里面定一个抽象方法：void eat();
定义一个测试类(EatableDemo)，在测试类中提供两个方法
一个方法是： useEatable(Eatable e)
另一个方式是主方法，在主方法中调用useEatable方法
示例
package EatableDemo; public interface Eatable { void eat(); }
package EatableDemo; public class EatableImpl implements Eatable{ @Override public void eat() { System.out.println("One apple one day, keep doctor away."); } }
package EatableDemo; public class EatableDemo { public static void main(String[] args) { // 在主方法中调用useEatable方法 Eatable e = new EatableImpl(); useEatable(e); // 匿名内部类 useEatable(new Eatable() { @Override public void eat() { System.out.println("One apple one day, keep doctor away"); } }); // Lambda表达式 useEatable( () -> { System.out.println("One apple one day, keep doctor away"); }); } private static void useEatable(Eatable e) { e.eat(); } }
1.4 Lambda表达式练习2
- 练习描述：有参无返回值抽象方法的练习
- 操作步骤：
定义一个接口(Flyable),里面定义一个抽象方法：void fly(String s);
定义一个测试类(FlyableDemo)，在测试类中提供两个方法
一个方法是：useFlyable(Flyable f)
另一个方法是主方法，在主方法中调用useFlyable方法
示例
package FlyDemo; public interface Flyable { void fly(String s); }
package FlyDemo; public class FlyableDemo { public static void main(String[] args) { // 在主方法中调用useFlyable方法 // 匿名内部类 useFlyable(new Flyable() { @Override public void fly(String s) { System.out.println(s); System.out.println("大鹏展翅"); } }); System.out.println("----------------"); // Lambda useFlyable((String s) -> { System.out.println(s); System.out.println("疑是银河落九天"); }); } private static void useFlyable(Flyable f) { f.fly("扶摇直上九万里"); } }
1.5 Lambda表达式练习3
- 练习描述：有参有返回值抽象方法的练习
- 操作步骤：
定义一个接口(Addable，里面定义一个抽象方法： int add(int x, int y);
定义一个测试类(AddableDemo), 在测试类中提供两个方法
一个方法是：useAddable(Addable a)
另一个方法是主方法，在主方法内调用useAddable方法
示例
package AddableDemo; public interface Addable { int add(int x, int y); }
package AddableDemo; public class AddableDemo { public static void main(String[] args) { // 在主方法中调用useAddable方法 useAddable((int x, int y) -> { return x + y; }); } private static void useAddable(Addable a) { int sum = a.add(10, 20); System.out.println(sum); } }
1.6 Lambda表达式的省略模式
- 省略的规则
参数类型可以省略。但是有多个参数的情况下，不能只省略一个
如果参数有且仅有一个，那么小括号可以省略
如果代码块的语句只有一条，可以省略大括号和分号，和return关键字
示例
package LambdaDemo2; public interface Addable { int add(int x, int y); }
package LambdaDemo2; public interface Flyable { void fly(String s); }
package LambdaDemo2; public class LambdaDemo { public static void main(String[] args) { useAddable((int x, int y) -> { return x + y; }); // 参数的类型可以省略 useAddable((x, y) -> { return x + y; }); useFlyable((String s) -> { System.out.println(s); }); // 如果参数有且有一个，那么小括号可以省略 useFlyable(s -> { System.out.println(s); }); // 如果代码块的语句只有一条，可以省略大括号和分号 useFlyable(s -> System.out.println(s)); // 如果代码块的语句只有一条，可以省略大括号和分号，如果有return，return也要省略掉 useAddable((x, y) -> x + y); } private static void useAddable(Addable a) { int sum = a.add(10, 20); System.out.println(sum); } private static void useFlyable(Flyable f) { f.fly("扶摇直上九万里"); } }
1.7 Lambda表达式的注意事项
- 使用Lambda必须要有接口，并且要求接口中有且仅有一个抽象方法
- 必须有上下文环境，才能推导出Lambda对应的接口
根据局部变量的赋值得知Lambda对应的接口
Runnable r = () -> System.out.println("Lambda表达式");
根据调用方法的参数得知Lambda对应的接口
new Thread(() -> System.out.println("Lambda表达式")).start();
1.8 Lambda表达式和匿名内部类的区别
- 所需类型不同
匿名内部类：可以是接口，也可以是抽象类，还可以是具体类
Lambda表达式：只能是接口
- 使用限制不同
如果接口中有且仅有一个抽象方法，可以使用Lambda表达式，也可以使用匿名内部类
如果接口中多于一个抽象方法，只能使用匿名内部类，而不能使用Lambda表达式
- 实现原理不同
匿名内部类：编译之后，产生一个单独的.class字节码文件
Lambda表达式：编译之后，没有一个单独的.class字节码文件。对应的字节码会在运行的时候动态生成
0x02 接口组成
2.1 接口组成更新概述
- 常量
public static final
- 抽象方法
public abstract
- 默认方法(Java 8)
- 静态方法(Java 8)
- 私有方法(Java 9)
2.2 接口中的默认方法
- 格式
public default 返回值类型 方法名(参数列表) { }
- 范例
public default void show3() {
}
- 注意事项
默认方法不是抽象方法，所以不强制被重写。但是可以被重写，重写的时候去掉default关键字
public可以省略，default不能省略
2.3 接口中的静态方法
- 格式
public static 返回值类型 方法名(参数列表) { }
- 范例
public static void show() { }
- 注意事项
静态方法只能通过接口名调用，不能通过实现类名或者对象名调用
public可以省略，static不能省略
2.4 接口中的私有方法
- 私有方法产生原因
Java 9中新增了带方法体的私有方法，这其实在Java 8中就埋下了伏笔：
Java 8允许在接口中定义带方法体的 默认方法和静态方法。
这样可能就会引发一个问题：当两个默认方法或者静态方法中包含一段相同的代码实 现时，程序必然考虑将这段实现代码抽取成一个共性方法，
而这个共性方法是不需要让别人使用的，因此用 私有给隐藏起来，这就是Java 9增加私有方法的必然性
- 定义格式
格式1
private 返回值类型 方法名(参数列表) { }
范例1
private void show() { }
格式2
private static 返回值类型 方法名(参数列表) { }
范例2
private static void method() {
}
- 注意事项
默认方法可以调用私有的静态方法和非静态方法
静态方法只能调用私有的静态方法
0x03 方法引用
3.1 体验方法引用
- 方法引用的出现原因
在使用Lambda表达式的时候，我们实际上传递进去的代码就是一种解决方案：拿参数做操作 那么考虑一种情况：
如果我们在Lambda中所指定的操作方案，已经有地方存在相同方案，那是否还有必要再写重复逻辑呢？答案肯定是没有必要
那我们又是如何使用已经存在的方案的呢？ 这就是我们要讲解的方法引用，我们是通过方法引用来使用已经存在的方案
示例
package PrintDemo2; public class PrintDemo2 { public static void main(String[] args) { // 在主方法中调用usePrintable方法 usePrintable((String s) -> { System.out.println(s); }); // Lambda简化写法 usePrintable(s -> System.out.println(s)); // 方法引用 usePrintable(System.out::println); } private static void usePrintable(Printtable p) { p.printString("Industrial Java Coding"); } }
3.2 方法引用符
- 方法引用符
:: 该符号为引用运算符，而它所在的表达式被称为方法引用
- 推导与省略
如果使用Lambda，那么根据“可推导就是可省略”的原则，无需指定参数类型，也无需指定的重载形式，
它们都将被自动推导 如果使用方法引用，也是同样可以根据上下文进行推导
方法引用是Lambda的孪生兄弟
3.3 引用类方法
引用类方法，其实就是引用类的静态方法
- 格式
类名::静态方法
- 范例
Integer::parseInt
Integer类的方法：public static int parseInt(String s) 将此String转换为int类型数据
- 练习描述
定义一个接口(Converter)，里面定义一个抽象方法 int convert(String s);
定义一个测试类(ConverterDemo)，在测试类中提供两个方法
一个方法是：useConverter(Converter c)
一个方法是主方法，在主方法中调用useConverter方法
示例
package ConverterDemo; public class ConverterDemo { public static void main(String[] args) { // lambda写法 useConverter(s -> Integer.parseInt(s)); // 引用类方法 useConverter(Integer::parseInt); } private static void useConverter(Converter c) { int num = c.convert("6666"); System.out.println(num); } }
- 使用说明
Lambda表达式被类方法替代的时候，它的形式参数全部传递给静态方法作为参数
3.4 引用对象的实例方法
- 格式
对象::成员方法
- 范例
"HelloWorld"::toUpperCase
String类中的方法：public String toUpperCase() 将此String所有字符转换为大写
- 练习描述
定义一个类(PrintString)，里面定义一个方法
public void printUpper(String s)：把字符串参数变成大写的数据，然后在控制台输出
定义一个接口(Printer)，里面定义一个抽象方法
void printUpperCase(String s)
定义一个测试类(PrinterDemo)，在测试类中提供两个方法
一个方法是：usePrinter(Printer p)
一个方法是主方法，在主方法中调用usePrinter方法
示例
package PrintDemo; public class PrintString { // 把字符串参数变成大写的数据，然后在控制台输出 public void printUpper(String s) { String result = s.toUpperCase(); System.out.println(result); } }
package PrintDemo; public interface Printer { void printUpperCase(String s); }
package PrintDemo; public class PrintDemo { public static void main(String[] args) { // Lambda简化写法 usePrinter(s -> System.out.println(s.toUpperCase())); // 引用对象的示例方法 PrintString ps = new PrintString(); usePrinter(ps::printUpper); } private static void usePrinter(Printer p) { p.printUpperCase("HelloWorld"); } }
- 使用说明
Lambda表达式被对象的实例方法替代的时候，它的形式参数全部传递给该方法作为参数
3.5 引用类的实例方法
引用类的实例方法，其实就是引用类中的成员方法
- 格式
类名::成员方法
- 范例
String::substring
public String substring(int beginIndex,int endIndex)
从beginIndex开始到endIndex结束，截取字符串。返回一个子串，子串的长度为endIndex-beginIndex
- 练习描述
定义一个接口(MyString)，里面定义一个抽象方法：
String mySubString(String s,int x,int y);
定义一个测试类(MyStringDemo)，在测试类中提供两个方法
一个方法是：useMyString(MyString my)
一个方法是主方法，在主方法中调用useMyString方法
示例
package MyStringDemo; public interface MyString { String mySubString(String s, int x, int y); }
package MyStringDemo; public class MyStringDemo { public static void main(String[] args) { // Lambda简化写法 useMyString((s, x, y) -> s.substring(x, y)); // 引用类的示例方法 useMyString(String::substring); } private static void useMyString(MyString ms) { String s = ms.mySubString("HelloWorld", 2, 5); System.out.println(s); } }
- 使用说明
Lambda表达式被类的实例方法替代的时候 第一个参数作为调用者 后面的参数全部传递给该方法作为参数
3.6 引用构造器
引用构造器，其实就是引用构造方法
- 格式
类名::new
- 范例
Student::new
- 练习描述
定义一个类(Student)，里面有两个成员变量(name,age)，并提供无参构造方法和带参构造方法，以及成员变量对应的get和set方法
定义一个接口(StudentBuilder)，里面定义一个抽象方法
Student build(String name,int age);
定义一个测试类(StudentDemo)，在测试类中提供两个方法
一个方法是：useStudentBuilder(StudentBuilder s)
一个方法是主方法，在主方法中调用useStudentBuilder方法
示例
package StudentDemo; public class Student { private String name; private int age; public Student() { } public Student(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } }
package StudentDemo; public interface StudentBuilder { Student build(String name, int age); }
package StudentDemo; public class StudentDemo { public static void main(String[] args) { // Lambda简化方法 useStudentBuilder((name, age) -> new Student(name, age)); // 引用构造器 useStudentBuilder(Student::new); } private static void useStudentBuilder(StudentBuilder sb) { Student s = sb.build("Alice", 30); System.out.println(s.getName() + ", " + s.getAge()); } }
- 使用说明
Lambda表达式被构造器替代的时候，它的形式参数全部传递给构造器作为参数
