携程四面：说说Lambda表达式的演化过程！

前言

能够使用Lambda的依据是必须有相应的函数接口（函数接口，是指内部只有一个抽象方法的接口）。这一点跟Java是强类型语言吻合，也就是说你并不能在代码的任何地方任性的写Lambda表达式。实际上Lambda的类型就是对应函数接口的类型。Lambda表达式另一个依据是类型推断机制（重点），在上下文信息足够的情况下，编译器可以推断出参数表的类型，而不需要显式指名。

读者福利：Java核心学习笔记+2021最新大厂面试真题共享！

一、演化过程

A.基础类的准备

package com.os.model;
import java.util.Objects;
public class Employee {
	private int id;
	private String name;
	private int age;
	private double salary;
	//省略生成的getteer和setter方法，构造方法、toString方法、hashCode、equals方法
}
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B.筛选数据

我们根据不同的筛选条件需要设置不同的方法，增加了很多的代码量。

package com.os.test;

import com.os.model.Employee;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Demo01 {
	private static List<Employee> emps = Arrays.asList(
			new Employee(101, "悟空", 18, 9999.99),
			new Employee(102, "八戒", 59, 6666.66),
			new Employee(103, "唐僧", 28, 3333.33),
			new Employee(104, "沙僧", 8, 7777.77),
			new Employee(105, "白龙马", 38, 5555.55)
	);
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("===>1.筛选年龄");
		List<Employee> list = filterEmployeeAge(emps);
		for (Employee employee : list) {
			System.out.println(employee);
		}
		System.out.println("===>2.筛选工资");
		list = filterEmployeeSalary(emps);
		for (Employee employee : list) {
			System.out.println(employee);
		}
	}
	/**
	 * 需求：获取公司中年龄小于 35 的员工信息
	 * @param employeeList
	 * @return
	 */
	public static List<Employee> filterEmployeeAge(List<Employee> employeeList){
		List<Employee> list = new ArrayList<>();

		for (Employee emp : employeeList) {
			if(emp.getAge() <= 35){
				list.add(emp);
			}
		}
		return list;
	}

	/**
	 * 需求：获取公司中工资大于 5000 的员工信息
	 * @param employeeList
	 * @return
	 */
	public static List<Employee> filterEmployeeSalary(List<Employee> employeeList){
		List<Employee> list = new ArrayList<>();

		for (Employee emp : employeeList) {
			if(emp.getSalary() >= 5000){
				list.add(emp);
			}
		}

		return list;
	}
}
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C.代码进化：策略设计模式

（1）定义筛选条件的泛型接口

package com.os.service;
/**
 * 针对于数据的筛选条件的接口
 */
public interface ObjectDataPredicate<T> {
	boolean test(T t);
}
复制代码

（2）实现类去实现不同的筛选方式

按照年龄进行筛选实现类

package com.os.service;

import com.os.model.Employee;

public class FilterEmployeeForAge implements ObjectDataPredicate<Employee> {
	@Override
	public boolean test(Employee employee) {
		return employee.getAge() <= 35;
	}
}
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按照工资进行筛选实现类

package com.os.service;

import com.os.model.Employee;

public class FilterEmployeeForSalary implements ObjectDataPredicate<Employee> {
	@Override
	public boolean test(Employee employee) {
		return employee.getSalary() >= 5000;
	}
}
复制代码

（3）策略模式的实现代码

public static List<Employee> filterEmployee(List<Employee> emps, ObjectDataPredicate<Employee> objectDataPredicate){
    List<Employee> list = new ArrayList<>();
    for (Employee employee : emps) {
        if(objectDataPredicate.test(employee)){
            list.add(employee);
        }
    }
    return list;
}
复制代码

完整代码如下

package com.os.test;

import com.os.model.Employee;
import com.os.service.FilterEmployeeForAge;
import com.os.service.FilterEmployeeForSalary;
import com.os.service.ObjectDataPredicate;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Demo02 {
    private static List<Employee> emps = Arrays.asList(
        new Employee(101, "悟空", 18, 9999.99),
        new Employee(102, "八戒", 59, 6666.66),
        new Employee(103, "唐僧", 28, 3333.33),
        new Employee(104, "沙僧", 8, 7777.77),
        new Employee(105, "白龙马", 38, 5555.55)
    );
    public static void main(String[] args) {
        List<Employee> list = filterEmployee(emps, new FilterEmployeeForAge());//接口回调
        for (Employee employee : list) {
            System.out.println(employee);
        }

        System.out.println("------------------------------------------");

        List<Employee> list2 = filterEmployee(emps, new FilterEmployeeForSalary());//接口回调
        for (Employee employee : list2) {
            System.out.println(employee);
        }
    }

    public static List<Employee> filterEmployee(List<Employee> emps, ObjectDataPredicate<Employee> objectDataPredicate){
        List<Employee> list = new ArrayList<>();
        for (Employee employee : emps) {
            if(objectDataPredicate.test(employee)){
                list.add(employee);
            }
        }
        return list;
    }
}
复制代码

这种代码的实现类太多了

D.代码进化：匿名内部类

package com.os.test;

import com.os.model.Employee;
import com.os.service.FilterEmployeeForAge;
import com.os.service.FilterEmployeeForSalary;
import com.os.service.ObjectDataPredicate;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Demo03 {
    private static List<Employee> emps = Arrays.asList(
        new Employee(101, "悟空", 18, 9999.99),
        new Employee(102, "八戒", 59, 6666.66),
        new Employee(103, "唐僧", 28, 3333.33),
        new Employee(104, "沙僧", 8, 7777.77),
        new Employee(105, "白龙马", 38, 5555.55)
    );
    public static void main(String[] args) {
        List<Employee> list = filterEmployee(emps, new ObjectDataPredicate<Employee>() {
            @Override
            public boolean test(Employee employee) {
                return employee.getId() <= 103;
            }
        });//接口回调
        for (Employee employee : list) {
            System.out.println(employee);
        }
    }
    public static List<Employee> filterEmployee(List<Employee> emps, ObjectDataPredicate<Employee> objectDataPredicate){
        List<Employee> list = new ArrayList<>();
        for (Employee employee : emps) {
            if(objectDataPredicate.test(employee)){
                list.add(employee);
            }
        }
        return list;
    }
}
复制代码

通过内部类，我们能发现整个代码中核心的部分就是一句话employee.getId() <= 103

E.代码进化：Lambda 表达式

package com.os.test;

import com.os.model.Employee;
import com.os.service.ObjectDataPredicate;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Demo04 {
	private static List<Employee> emps = Arrays.asList(
			new Employee(101, "悟空", 18, 9999.99),
			new Employee(102, "八戒", 59, 6666.66),
			new Employee(103, "唐僧", 28, 3333.33),
			new Employee(104, "沙僧", 8, 7777.77),
			new Employee(105, "白龙马", 38, 5555.55)
	);
	public static void main(String[] args) {
        /*
         List<Employee> list = filterEmployee(emps, new ObjectDataPredicate<Employee>() {
            @Override
            public boolean test(Employee employee) {
                return employee.getId() <= 103;
            }
        });//接口回调
        */
		List<Employee> list = filterEmployee(emps, (e) -> e.getAge() <= 35);
		for (Employee employee : list) {
			System.out.println(employee);
		}

		System.out.println("------------------------------------------");

		List<Employee> list2 = filterEmployee(emps, (e) -> e.getSalary() >= 5000);
		for (Employee employee : list2) {
			System.out.println(employee);
		}
	}

	public static List<Employee> filterEmployee(List<Employee> emps, ObjectDataPredicate<Employee> objectDataPredicate){
		List<Employee> list = new ArrayList<>();
		for (Employee employee : emps) {
			if(objectDataPredicate.test(employee)){
				list.add(employee);
			}
		}
		return list;
	}
}

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Lambda 是一个匿名函数，我们可以把Lambda 表达式理解为是一段可以传递的代码（将代码像数据一样进行传递）。可以写出更简洁、更灵活的代码。作为一种更紧凑的代码风格，使Java的语言表达能力得到了提升。

二、Lambda基础语法

Lambda 表达式在Java 语言中引入了一个新的语法元素和操作符。这个操作符为->，该操作符被称为Lambda 操作符或剪头操作符。它将Lambda 分为两个部分：

左侧：指定了Lambda 表达式需要的所有参数（对应接口中形参）
右侧：指定了Lambda 体，即Lambda 表达式要执行的功能。（方法体，可以推断返回值类型）

A.格式1：无参数，无返回值

package com.os.print.service;
@FunctionalInterface//定义接口函数
public interface Printer01 {
	void print();
}
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package com.os.print.service;

public class Demo01 {
	public static void main(String[] args) {
		//之前我们可以使用你们实现类
		Printer01 out = new Printer01() {
			@Override
			public void print() {
				System.out.println("匿名实现类");
				System.out.println("====>"+Math.random());
			}
		};
		out.print();
		//使用Lambda表达式
		out = ()-> System.out.println("方法体只有一行，可以省略大括号");
		out.print();

		out = ()->{
			System.out.println("方法体有很多，需要使用大括号搞定");
			System.out.println("====>"+Math.random());
		};
		out.print();
	}
}
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B.格式2：有一个参数，无返回值

package com.os.print.service;
@FunctionalInterface//定义接口函数
public interface Printer02<T> {
	void print(T t);
}
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public class Demo02 {
	public static void main(String[] args) {
		//通过泛型推断参数e的类型
		Printer02<Employee> out01 = (e)-> System.out.println(e);
		out01.print(new Employee(999,"悟空",19,25000));

		Printer02<Integer> out2 = (e)-> System.out.println(e);
		out2.print(999);

		Printer02<String> out3 = (e)-> System.out.println(e);
		out3.print("西游记");
	}
}
复制代码

C.格式3：若只有一个参数，小括号可以省略不写

package com.os.print.service;

import com.os.model.Employee;

public class Demo02 {
	public static void main(String[] args) {
		//通过泛型推断参数e的类型
		Printer02<Employee> out01 = e-> System.out.println(e);
		out01.print(new Employee(999,"悟空",19,25000));

		Printer02<Integer> out2 = e-> System.out.println(e);
		out2.print(999);

		Printer02<String> out3 = e-> System.out.println(e);
		out3.print("西游记");
	}
}
复制代码

D.格式4：有两个以上的参数，有返回值，并且 Lambda 体中有多条语句

使用系统有的函数接口测试如下：

package com.os.print.service;

import com.os.model.Employee;
import java.util.Comparator;

public class Demo03 {
	public static void main(String[] args) {
		/*
		public interface Comparator<T> {
		}
		* */
		Comparator<Integer> comparator = (x,y)->{
			System.out.println("接口函数方法");
			return Integer.compare(x,y);
		};
	}
}
复制代码

自定义函数接口方法：

package com.os.print.service;
@FunctionalInterface//定义接口函数
public interface Printer03<T> {
	T print(T t1,T t2);
}
复制代码

package com.os.print.service;

import com.os.model.Employee;

import java.util.Comparator;

public class Demo03 {
	public static void main(String[] args) {
		Printer03<String> out01 = (s1,s2)->{
			String str = s1.concat(s2);
			return str.toUpperCase();
		};
		System.out.println(out01.print("abc","efg"));
	}
}
复制代码

自定义函数接口方法两个参数：

package com.os.print.service;
@FunctionalInterface//定义接口函数
public interface Printer04<T,R> {
	R print(T t1, R t2);
}
复制代码

package com.os.print.service;

import com.os.model.Employee;
public class Demo04 {
	public static void main(String[] args) {
		Printer04<String, Employee> out = (name,e)->{
			e.setName(name);
			return e;
		};
		Employee employee = out.print("西游记",new Employee());
		System.out.println(employee);
	}
}
复制代码

E.格式5：若 Lambda 体中只有一条语句， return 和大括号都可以省略不写

package com.os.print.service;

import com.os.model.Employee;

import java.util.Comparator;

public class Demo04 {
	public static void main(String[] args) {
		Comparator<Integer> comparator = (x, y)->Integer.compare(x,y);
        
		System.out.println(comparator.compare(1,2));
		Printer04<String, Employee> out = (name,e)->e;
		Employee employee = out.print("西游记",new Employee());
		System.out.println(employee);
	}
}
复制代码

F.格式5：Lambda 表达式的参数列表的数据类型可以省略不写，因为JVM编译器通过上下文推断出，数据类型，即“类型推断”

(Integer x, Integer y) -> Integer.compare(x, y);  //一般不会使用这种写法
复制代码

上述Lambda 表达式中的参数类型都是由编译器推断得出的。Lambda 表达式中无需指定类型，程序依然可以编译，这是因为javac根据程序的上下文，在后台推断出了参数的类型。Lambda 表达式的类型依赖于上下文环境，是由编译器推断出来的。这就是所谓的“类型推断”

lambda语法的总结如下：

上联：左右遇一括号省
下联：左侧推断类型省
横批：能省则省

三、函数式接口

只包含一个抽象方法的接口，称为函数式接口。
你可以通过Lambda 表达式来创建该接口的对象。
- （若Lambda 表达式抛出一个受检异常，那么该异常需要在目标接口的抽象方法上进行声明）。
在任意函数式接口上设置@FunctionalInterface注解，这样做可以检查它是否是一个函数式接口，同时javadoc也会包含一条声明，说明这个接口是一个函数式接口。

上述的示例中，我们已经定义过函数式接口，但是我们不可能每次都要自己定义函数式接口，太麻烦！所以，Java内置了函数式接口在java.util.function包下

A.Predicate 断言型接口

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {
    boolean test(T t);
}    
复制代码

package com.os.print.service;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;

public class Demo05 {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> list = Arrays.asList("Hello", "pangsir", "Lambda", "www", "ok");
		List<String> strList = filterStr(list, (s) -> s.length() > 3);
		for (String str : strList) {
			System.out.println(str);
		}
	}
	//需求：将满足条件的字符串，放入集合中
	public static List<String> filterStr(List<String> list, Predicate<String> pre){
		List<String> strList = new ArrayList<>();
		for (String str : list) {
			if(pre.test(str)){
				strList.add(str);
			}
		}
		return strList;
	}
}
复制代码

B.Function<T,R> 函数型接口

@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
    R apply(T t);
}    
复制代码

package com.os.print.service;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Function;
import java.util.function.Predicate;

public class Demo06 {
	public static void main(String[] args) {
		String newStr = strHandler("\t\t\t 西游记齐天大圣孙悟空   ", (str) -> str.trim());
		System.out.println(newStr);

		String subStr = strHandler("西游记齐天大圣孙悟空", (str) -> str.substring(2, 5));
		System.out.println(subStr);
	}
	//需求：用于处理字符串
	public static String strHandler(String str, Function<String, String> fun){
		return fun.apply(str);
	}
}
复制代码

C.Supplier 供给型接口

@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
    T get();
}
复制代码

package com.os.print.service;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Supplier;

public class Demo07 {
	public static void main(String[] args) {
		List<Integer> numList = getNumList(10, () -> (int)(Math.random() * 100));

		for (Integer num : numList) {
			System.out.println(num);
		}
	}
	//需求：产生指定个数的整数，并放入集合中
	public static List<Integer> getNumList(int num, Supplier<Integer> sup){
		List<Integer> list = new ArrayList<>();

		for (int i = 0; i < num; i++) {
			Integer n = sup.get();
			list.add(n);
		}

		return list;
	}
}

复制代码

D.Consumer 消费型接口

@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
    void accept(T t);
}    
复制代码

package com.os.print.service;
import java.util.function.Consumer;
public class Demo08 {
	public static void main(String[] args) {
		happy(10000, (m) -> System.out.println("购物消费：" + m + "元"));
	}
	public static void happy(double money, Consumer<Double> con){
		con.accept(money);
	}
}
复制代码

java.util.function包下有很多有用的函数式接口

函数式接口	参数类型	返回类型	用途
Consumer消费型接口	T	void	对类型为T的对象应用操作，包含方法：void accept(T t)
Supplier供给型接口	无	T	返回类型为T的对象，包含方法：T get();
Function<T, R>函数型接口	T	R	对类型为T的对象应用操作。结果R类型的对象。方法：R apply(T t);
Predicate断定型接口	T	boolean	确定类型为T的对象是否满足某约束，boolean 值。含方法boolean test(T t);
BiFunction<T,U,R>	T,U	R	对类型为T,U参数应用操作，返回R类型的结果。包含方法为：R apply(T t,U u);
UnaryOperator	T	T	对类型为T的对象进行一元运算，并返回T类型的结果。包含方法为T apply(Tt);
BinaryOperator	T,T	T	对类型为T的对象进行二元运算，并返回T类型的结果。包含方法为T apply(Tt1,Tt2);
BiConsumer<T,U>	T,U	void	对类型为T,U参数应用操作。包含方法为void accept(T t,U u)
ToIntFunctionToLongFunctionToDoubleFunction	T	intlongdouble	分别计算int、long、double、值的函数
IntFunctionLongFunctionDoubleFunction	intlongdouble	R	参数分别为int、long、double类型的函数

四、方法引用

当要传递给Lambda体的操作，已经有实现的方法了，可以使用方法引用！

方法引用：使用操作符“::” 将方法名和对象或类的名字分隔开来。

对象::实例方法
类::静态方法
类::实例方法

注意：

① 方法引用所引用的方法的参数列表与返回值类型，需要与函数式接口中抽象方法的参数列表和返回值类型保持一致！ 复制代码
② 若Lambda 的参数列表的第一个参数，是实例方法的调用者，第二个参数(或无参)是实例方法的参数时，格式： ClassName::MethodName 复制代码

A.对象的引用 :: 实例方法名

package com.os.print.service;

import com.os.model.Employee;
import java.util.function.Supplier;

public class Demo09 {
	public static void main(String[] args) {
		Employee emp = new Employee(101, "张三", 18, 9999.99);

		Supplier<String> sup = () -> emp.getName();
		System.out.println(sup.get());

		System.out.println("----------------------------------");

		Supplier<String> sup2 = emp::getName;
		System.out.println(sup2.get());
	}
}
复制代码

B.类 :: 静态方法名

package com.os.print.service;

import java.util.function.BiFunction;
import java.util.function.Supplier;
public class Demo10 {
	public static void main(String[] args) {
		BiFunction<Double, Double, Double> fun = (x, y) -> Math.max(x, y);
		System.out.println(fun.apply(1.5, 22.2));

		System.out.println("--------------------------------------------------");

		BiFunction<Double, Double, Double> fun2 = Math::max;
		System.out.println(fun2.apply(1.2, 1.5));
	}
}
复制代码

C.类 :: 实例方法名

package com.os.print.service;

import com.os.model.Employee;

import java.util.function.BiFunction;
import java.util.function.BiPredicate;
import java.util.function.Function;

public class Demo11 {
	public static void main(String[] args) {
		BiPredicate<String, String> bp = (x, y) -> x.equals(y);
		System.out.println(bp.test("abcde", "abcde"));

		System.out.println("-----------------------------------------");

		BiPredicate<String, String> bp2 = String::equals;
		System.out.println(bp2.test("abc", "abc"));

		System.out.println("-----------------------------------------");


		Function<Employee, String> fun = (e) -> e.getName();
		System.out.println(fun.apply(new Employee()));

		System.out.println("-----------------------------------------");

		Function<Employee, String> fun2 = Employee::getName;
		System.out.println(fun2.apply(new Employee()));
	}

}

复制代码

若Lambda 的参数列表的第一个参数，是实例方法的调用者，第二个参数(或无参)是实例方法的参数时，格式： ClassName::MethodName

D.构造方法引用 ClassName::new

格式：ClassName::new 与函数式接口相结合，自动与函数式接口中方法兼容。可以把构造器引用赋值给定义的方法，与构造器参数列表要与接口中抽象方法的参数列表一致！

package com.os.print.service;

import com.os.model.Employee;

import java.util.function.BiFunction;
import java.util.function.BiPredicate;
import java.util.function.Function;

public class Demo12 {
	public static void main(String[] args) {

		Function<String, Employee> fun = Employee::new;
		System.out.println(fun.apply("悟空"));

		BiFunction<String, Integer, Employee> fun2 = Employee::new;
		System.out.println(fun2.apply("八戒",18));
	}

}
复制代码

E.数组引用

package com.os.print.service;

import com.os.model.Employee;

import java.util.function.BiFunction;
import java.util.function.Function;

public class Demo13 {
	public static void main(String[] args) {

		Function<Integer, String[]> fun = (e) -> new String[e];
		String[] strs = fun.apply(10);
		System.out.println(strs.length);

		System.out.println("--------------------------");

		Function<Integer, Employee[]> fun2 = Employee[] :: new;
		Employee[] emps = fun2.apply(20);
		System.out.println(emps.length);
	}

}

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posted @ 2021-06-12 15:06 麒麟改bug 阅读(58) 评论(0) 编辑收藏举报

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