lambda表达式

lambda表达式

lambda表达式说明

Lambda表达式是Java8引入的，使用它设计的代码会更加简洁。当开发者在编写Lambda表达式时，也会随之被编译成一个函数式接口。Lambda表达式其实核心是函数式编程，而Java本身是面向对象的编程。
不采用Lambda的老方法 ，创建线程：

    Runnable runnable1=new Runnable(){
        @Override
        public void run(){
            System.out.println("Running without Lambda");
        }
    };

使用Lambda表达式后:

	Runnable runnable2=()->System.out.println("Running from Lambda");

正如你所看到的，使用Lambda表达式不仅让代码变的简单、而且可读、最重要的是代码量也随之减少很多。
优点：1. 简洁。2. 非常容易并行计算。3. 可能代表未来的编程趋势。
缺点：1. 若不用并行计算，很多时候计算速度没有比传统的 for 循环快。（并行计算有时需要预热才显示出效率优势）2. 不容易调试。3. 若其他程序员没有学过 lambda 表达式，代码不容易让其他语言的程序员看懂。

lambda简介

lambda 表达式的语法格式如下：

(parameters) -> expression
或
(parameters) ->{ statements; }

以下是lambda表达式的重要特征:

• 可选类型声明：不需要声明参数类型，编译器可以统一识别参数值。
• 可选的参数圆括号：一个参数无需定义圆括号，但多个参数需要定义圆括号。
• 可选的大括号：如果主体包含了一个语句，就不需要使用大括号。
• 可选的返回关键字：如果主体只有一个表达式返回值则编译器会自动返回值，大括号需要指定明表达式返回了一个数值。

Lambda 表达式是一个匿名函数（对于 Java 而言并不很准确，但这里我们不纠结这个问题）。简单来说，这是一种没有声明的方法，即没有访问修饰符，返回值声明和名称。

以下是Lambda 表达式的简单例子:

// 1. 不需要参数,返回值为 5  
() -> 5  
// 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),并返回他们的差值  
(x, y) -> x – y  
// 4. 接收2个int型整数,返回他们的和  
(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)

lambda表达式的结构

以下部分参照上面的表达式理解即可：

• Lambda 表达式可以具有零个，一个或多个参数。
• 可以显式声明参数的类型，也可以由编译器自动从上下文推断参数的类型。例如(int a) 与刚才相同 (a)。
• 参数用小括号括起来，用逗号分隔。例如 (a, b) 或 (int a, int b) 或 (String a, int b, float c)。
• 空括号用于表示一组空的参数。例如 () -> 42。
• 当有且仅有一个参数时，如果不显式指明类型，则不必使用小括号。例如 a -> return a*a。
• Lambda 表达式的正文可以包含零条，一条或多条语句。
• 如果 Lambda 表达式的正文只有一条语句，则大括号可不用写，且表达式的返回值类型要与匿名函数的返回类型相同。
• 如果 Lambda 表达式的正文有一条以上的语句必须包含在大括号（代码块）中，且表达式的返回值类型要与匿名函数的返回类型相同。

方法引用

演变流程

使用 Lambda 表达式，我们已经看到代码可以变得非常简洁。
例如，要创建一个比较器，以下语法就足够了

Comparator c = (Person p1, Person p2) -> p1.getAge().compareTo(p2.getAge());

然后，使用类型推断：

Comparator c = (p1, p2) -> p1.getAge().compareTo(p2.getAge());

但是，我们可以使上面的代码更具表现力和可读性吗？我们来看一下

Comparator c = Comparator.comparing(Person::getAge);

使用 :: 运算符作为 Lambda 调用特定方法的缩写，并且拥有更好的可读性。

使用方式

双冒号（::）操作符是 Java 中的方法引用。当们使用一个方法的引用时，目标引用放在::之前，目标引用提供的方法名称放在::之后，即 目标引用::方法。比如：

Person::getAge;

在 Person 类中定义的方法 getAge 的方法引用。

然后我们可以使用 Function 对象进行操作：

// 获取 getAge 方法的 Function 对象
Function<Person, Integer> getAge = Person::getAge;
// 传参数调用 getAge 方法
Integer age = getAge.apply(p);

我们引用 getAge，然后将其应用于正确的参数。
目标引用的参数类型是 Function，T 表示传入类型，R 表示返回类型。比如，表达式person -> person.getAge();，传入参数是person，返回值是 person.getAge()，那么方法引用 Person::getAge 就对应着 Function 类型。

Lambda 表达式和匿名类之间的区别

• this 关键字。对于匿名类this 关键字解析为匿名类，而对于 Lambda 表达式，this 关键字解析为包含写入 Lambda 的类。
• 编译方式。Java 编译器编译Lambda 表达式时，会将其转换为类的私有方法，再进行动态绑定

函数式接口

在 Java 中，功能接口（Functional interface）指只有一个抽象方法的接口。

java.lang.Runnable 是一个功能接口，在 Runnable 中只有一个方法的声明 void run()。我们使用匿名内部类实例化功能接口的对象，而使用 Lambda 表达式，可以简化写法。

每个 Lambda 表达式都可以隐式地分配给功能接口。例如，我们可以从 Lambda 表达式创建 Runnable 接口的引用，如下所示：

Runnable r = () -> System.out.println("hello world");

当我们不指定功能接口时，这种类型的转换会被编译器自动处理。例如：

new Thread(
    () -> System.out.println("hello world")
).start();

在上面的代码中，编译器会自动推断，Lambda 表达式可以从 Thread类的构造函数签名（public Thread(Runnable r) { }）转换为 Runnable 接口。

@FunctionalInterface 是在 Java 8 中添加的一个新注解，用于指示接口类型，声明接口为 Java 语言规范定义的功能接口。Java 8 还声明了 Lambda 表达式可以使用的功能接口的数量。当您注释的接口不是有效的功能接口时， @FunctionalInterface会产生编译器级错误。
以下是自定义功能接口的示例：

@FunctionalInterface
public interface WorkerInterface {
    public void doSomeWork();
}

正如其定义所述，功能接口只能有一个抽象方法。如果我们尝试在其中添加一个抽象方法，则会抛出编译时错误。例如：

@FunctionalInterface
public interface WorkerInterface {
    public void doWork();
    public void doMoreWork();
}

错误：

Error:(3, 1) java: 意外的 @FunctionalInterface 注释
  com.*.*.*.WorkerInterface 不是函数接口
    在 接口 com.*.*.*.WorkerInterface 中找到多个非覆盖抽象方法

一旦定义了功能接口，我们就可以利用 Lambda 表达式调用。例如：

@FunctionalInterface
public interface WorkerInterface {
    public void doWork();
}
class WorkTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 通过匿名内部类调用
        WorkerInterface work = new WorkerInterface() {
            @Override
            public void doWork() {
                System.out.println("通过匿名内部类调用");
            }
        };
        work.doWork();
        // 通过 Lambda 表达式调用
        // Lambda 表达式实际上是一个对象。
        // 我们可以将 Lambda 表达式赋值给一个变量，就可像其它对象一样调用。
        work = ()-> System.out.println("通过 Lambda 表达式调用");
        work.doWork();
    }
}

详细例子

线程初始化

线程可以初始化如下：

// Old way
new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Hello world");
    }
}).start();
// New way
new Thread(
    () -> System.out.println("Hello world")
).start();

事件处理

这个在基于swing或者客户端的开发中会碰到，事件处理可以用 Java 8 使用Lambda表达式来完成。以下代码显示了将 ActionListener 添加到 UI 组件的新旧方式：

// Old way
button.addActionListener(new ActionListener() {
    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        System.out.println("Hello world");
    }
});
// New way
button.addActionListener( (e) -> {
        System.out.println("Hello world");
});

遍历输出

输出给定数组的所有元素的简单代码。请注意，还有一种使用 Lambda 表达式的方式

// old way
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7);
for (Integer n : list) {
    System.out.println(n);
}
// 使用 -> 的 Lambda 表达式
list.forEach(n -> System.out.println(n));
// 使用 :: 的 Lambda 表达式
list.forEach(System.out::println);

这里顺便补充一下Arrays.asList()方法。Arrays.asList()将数组转换为集合后,底层其实还是数组，《阿里巴巴》Java 开发使用手册对于这个方法有如下描述：

如何正确的将数组转换为ArrayList？可以像下面这样

List list = new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b", "c"))

逻辑操作

输出通过逻辑判断的数据。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7);
        System.out.print("输出所有数字：");
        evaluate(list, (n) -> true);
        System.out.print("不输出：");
        evaluate(list, (n) -> false);
        System.out.print("输出偶数：");
        evaluate(list, (n) -> n % 2 == 0);
        System.out.print("输出奇数：");
        evaluate(list, (n) -> n % 2 == 1);
        System.out.print("输出大于 5 的数字：");
        evaluate(list, (n) -> n > 5);
    }
    public static void evaluate(List<Integer> list, Predicate<Integer> predicate) {
        for (Integer n : list) {
            if (predicate.test(n)) {
                System.out.print(n + " ");
            }
        }
        System.out.println();
    }
}

Stream API

这块目前了解即可
java.util.stream.Stream接口 和 Lambda 表达式一样，都是 Java 8 新引入的。所有 Stream 的操作必须以 Lambda 表达式为参数。Stream 接口中带有大量有用的方法，比如 map()的作用就是将 input Stream 的每个元素，映射成output Stream 的另外一个元素。

下面的例子，我们将 Lambda 表达式 x -> x*x传递给map()方法，将其应用于流的所有元素。之后，我们使用 forEach打印列表的所有元素。

// old way
List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7);
for(Integer n : list) {
    int x = n * n;
    System.out.println(x);
}
// new way
List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7);
list.stream().map((x) -> x*x).forEach(System.out::println);

下面的示例中，我们给定一个列表，然后求列表中每个元素的平方和。这个例子中，我们使用了 reduce() 方法，这个方法的主要作用是把 Stream 元素组合起来。

// old way
List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7);
int sum = 0;
for(Integer n : list) {
    int x = n * n;
    sum = sum + x;
}
System.out.println(sum);
// new way
List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7);
int sum = list.stream().map(x -> x*x).reduce((x,y) -> x + y).get();
System.out.println(sum);