Lambda表达式最详细讲解
Lambda表达式 2014年3月Oracle所发布的Java 8( JDK 1.8 )中,加入了Lambda表达式的重量级新特性,为我们打开了新世界的大门,虽然代码看起来简单了,但是对于初学者来说属实有些难以看懂,但其实理解了之后就会发现,这代码怎么会这么简单!接下来我会由浅入深给大家带来lambda表达式的最详细的讲解。
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1.函数式编程思想概述 在数学中,函数就是有输?量、输出量的?套计算?案,也就是“拿什么东西做什么事情”。相对而言,面向对象过分强调“必须通过对象的形式来做事情”,而函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法 – 强调做什么,而不是以什么形式做。
面向对象的思想:做?件事情,找?个能解决这个事情的对象,调用对象的方法完成事情。
函数式编程思想:只要能获取到结果,谁去做的,怎么做的都不重要,重视的是结果,不重视过程。
2.冗余的Runnable代码 在学习lambda表达式之前,先让我们来看一段之前学习的代码,当需要启动?个线程去完成任务时,通常会通过 java.lang.Runnable 接?来定义任务内容,并使? java.lang.Thread 类来启动该线程。代码如下:
public class Demo01Runnable {
public static void main(String[] args) {
// 匿名内部类
Runnable task = new Runnable() {
@Override
public void run() { // 覆盖重写抽象?法
System.out.println("多线程任务执?!");
}
};
new Thread(task).start();
// 启动线程
}
}
本着“一切皆对象”的思想,这种做法是无可厚非的:首先创建一个 Runnable 接口的匿名内部类对象来指定任务内容,再将其交给?个线程来启动。
代码分析
对于 Runnable 的匿名内部类用法,可以分析出几点内容:
Thread 类需要 Runnable接口作为参数,其中的抽象 run ?法是?来指定线程任务内容的核
心;
为了指定 run 的方法体,不得不需要 Runnable 接?的实现类;
为了省去定义?个 RunnableImpl 实现类的麻烦,不得不使用匿名内部类;
必须覆盖重写抽象run方法,所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写?遍,且不
能写错;
?实际上,似乎只有方法体才是关键所在。
3.编程思想转换 做什么,而不是怎么做 我们真的希望创建?个匿名内部类对象吗?
不! 我们只是为了做这件事情而不得不创建?个对象。我们真正希望做的事情是:将 run 方法体内的代码传递给 Thread 类知晓。
传递一段代码 – 这才是我们真正的目的。而创建对象只是受限于?向对象语法?不得不采取的?种手段方式。那,有没有更加简单的办法?如果我们将关注点从“怎么做”回归到“做什么”的本质上,就会发现只要能够更好地达到目的,过程与形式其实并不重要。
生活举例
当我们需要从北京到上海时,可以选择高铁、汽车、骑行或是徒步。我们的真正目的是到达上海,而如何才能到达上海的形式并不重要,所以我们?直在探索有没比高铁更好的方式-- 搭乘飞机。
而现在这种飞机(甚?是飞船)已经诞生:2014年3月Oracle所发布的Java 8( JDK 1.8 )中,加?了Lambda表达式的重量级新特性,为我们打开了新世界的大门。
4.体验Lambda的更优写法 借助 Java 8 的全新语法,上述 Runnable 接?的匿名内部类写法可以通过更简单的Lambda表达式达到等效:
public class Demo02LambdaRunnable {
public static void main(String[] args) {
new Thread(() -> System.out.println("多线程任务执?!")).start();
// 启动线
程
}
}
这段代码和刚才的执行效果是完全?样的,可以在1.8或更?的编译级别下通过。从代码的语义中可以看出:我们启动了?个线程,而线程任务的内容以?种更加简洁的形式被指定。
不再有“不得不创建接口对象”的束缚,不再有“抽象方法覆盖重写”的负担,就是这么简单!
5.回顾匿名内部类 Lambda是怎样击败面向对象的?在上例中,核心代码其实只是如下所示的内容:
() -> System.out.println("多线程任务执?!")
为了理解Lambda的语义,我们需要从传统的代码起步。
使用实现类 要启动?个线程,需要创建?个 Thread 类的对象并调用start方法。而为了指定线程执行的内容,需要调用Thread 类的构造方法:
public Thread(Runnable target)
为了获取 Runnable 接口的实现对象,可以为该接口定义?个实现类 RunnableImpl :
public class RunnableImpl implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("多线程任务执?!");
}
}
然后创建该实现类的对象作为 Thread 类的构造参数:
public class Demo03ThreadInitParam {
public static void main(String[] args) {
Runnable task = new RunnableImpl();
new Thread(task).start();
}
}
使用匿名内部类 这个 RunnableImpl 类只是为了实现 Runnable 接口而存在的,而且仅被使用了唯一的一次,所以使?匿名内部类的语法即可省去该类的单独定义,即匿名内部类:
public class Demo04ThreadNameless {
public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("多线程任务执?!");
}
}).start();
}
}
匿名内部类的有好处也有弊端
一方面,匿名内部类可以帮我们省去实现类的定义;另一方面,匿名内部类的语法 – 确实太复杂了!
同样的语义体现在 Lambda 语法中,要更加简单:
() -> System.out.println("多线程执行!")
1.前面的?对小括号即 run 方法的参数(无),代表不需要任何条件;
2.中间的?个箭头代表将前?的参数传递给后面的代码;
3.后面的输出语句即业务逻辑代码
6 Lambda标准格式 Lambda省去面向对象的条条框框,格式由3个部分组成
?些参数
?个箭头
?段代码
Lambda表达式的标准格式为:
(参数类型 参数名称) -> { 代码语句 }
格式说明:
小括号内的语法与传统方法参数列表?致:无参数则留空;多个参数则用逗号分隔。
-> 是新引?的语法格式,代表指向动作。
大括号内的语法与传统?法体要求基本?致。
7 练习:使?Lambda标准格式(无参无返回) 题目
给定?个厨子 Cook 接口,内含唯?的抽象方法法 makeFood ,且无参数、无返回值。如下:
public interface Cook {
void makeFood();
}
在下面的代码中,请使用Lambda的标准格式调用 invokeCook方法,打印输出“吃饭啦!”字样:
public class Demo05InvokeCook {
public static void main(String[] args) {
// 请在此使?Lambda【标准格式】调?invokeCook?法
}
private static void invokeCook(Cook cook) {
cook.makeFood();
}
}
解答
public static void main(String[] args) {
invokeCook(() -> {
System.out.println("吃饭啦!");
});
}
备注:小括号代表 Cook 接口 makeFood 抽象方法的参数为空,大括号代表 makeFood 的方法体
8.Lambda的参数和返回值
需求:
使用数组存储多个Person对象对数组中的Person对象使?Arrays的sort?法通过年龄进行升序排序
下?举例演示 java.util.Comparator 接口的使用场景代码,其中的抽象方法定义为:
public abstract int compare(T o1, T o2);
当需要对一个对象数组进行排序时, Arrays.sort 方法需要?个 Comparator 接口实例来指定
序的规则。假设有?个 Person 类,含有 String name 和 int age 两个成员变量:
public class Person {
private String name;
private int age;
// 省略构造器、toString?法与Getter Setter
}
传统写法
如果使用传统的代码对 Person[ ] 数组进行排序,写法如下:
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;
public class Demo06Comparator {
public static void main(String[] args) {
// 本来年龄乱序的对象数组
Person[] array = {
new Person("古?娜扎", 19),
new Person("迪丽热巴", 18),
new Person("?尔扎哈", 20) };
// 匿名内部类
Comparator comp = new Comparator() {
@Override
public int compare(Person o1, Person o2) {
return o1.getAge() - o2.getAge();
}
};
Arrays.sort(array, comp);
// 第?个参数为排序规则,即Comparator接?实例
for (Person person : array) {
System.out.println(person);
}
}
}
这种做法在?向对象的思想中,似乎也是“理所当然”的。其中 Comparator 接?的实例(使?了匿名内部类)代表了“按照年龄从小到大”的排序规则。
代码分析 下面我们来搞清楚上述代码真正要做什么事情。
1.为了排序, Arrays.sort 方法需要排序规则,即 Comparator 接口的实例,抽象方法compare 是关键;
2.为了指定 compare 的方法体,不得不需要 Comparator 接口的实现类;
3.为了省去定义?个 ComparatorImpl 实现类的麻烦,不得不使用匿名内部类;
4.必须覆盖重写抽象 compare 方法,所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写?遍,且不能写错;
5.实际上,只有参数和方法体才是关键。
lambda写法
import java.util.Arrays;
public class Demo07ComparatorLambda {
public static void main(String[] args) {
Person[] array = {
new Person("古?娜扎", 19),
new Person("迪丽热巴", 18),
new Person("?尔扎哈", 20) };
Arrays.sort(array, (Person a, Person b) -> {
return a.getAge() - b.getAge();
});
for (Person person : array) {
System.out.println(person);
}
}
}
9 练习:使用Lambda标准格式(有参有返回) 题目
给定?个计算器 Calculator 接口,内含抽象方法 calc 可以将两个int数字相加得到和值:
public interface Calculator {
int calc(int a, int b);
}
在下面的代码中,请使用Lambda的标准格式调用 invokeCalc 方法,完成120和130的相加计算:
public class Demo08InvokeCalc {
public static void main(String[] args) {
// 请在此使?Lambda【标准格式】调?invokeCalc?法来计算120+130的结果?
}
private static void invokeCalc(int a, int b, Calculator calculator) {
int result = calculator.calc(a, b);
System.out.println("结果是:" + result);
、
}
}
解答
public static void main(String[] args) {
invokeCalc(120, 130, (int a, int b) -> {
return a + b;
});
}
备注:小括号代表 Calculator 接口 calc 抽象方法的参数,大括号代表 calc 的?法体。
10.Lambda省略格式 可推导即可省略 Lambda强调的是“做什么”而不是“怎么做”,所以凡是可以根据上下?推导得知的信息,都可以省略。例如上例还可以使用Lambda的省略写法:
public static void main(String[] args) {
invokeCalc(120, 130, (a, b) -> a + b);
}
省略规则 在Lambda标准格式的基础上,使用省略写法的规则为:
- 小括号内参数的类型可以省略;
- 【Lambda表达式最详细讲解】如果小括号内有且仅有?个参,则小括号可以省略;
- 如果大括号内有且仅有?个语句,则无论是否有返回值,都可以省略大括号、return关键字及语句分号。
备注:掌握这些省略规则后,请对应地回顾本章开头的多线程案例。
仍然使用前文含有的唯? makeFood 抽象方法的厨 Cook 接口,在下面的代码中,请使用Lambda的省略格式调用 invokeCook 方法,打印输出“吃饭啦!”字样:
public class Demo09InvokeCook {
public static void main(String[] args) {
// 请在此使?Lambda【省略格式】调?invokeCook?法
}
private static void invokeCook(Cook cook) {
cook.makeFood();
}
}
解答
public static void main(String[] args) {
invokeCook(() -> System.out.println("吃饭啦!"));
}
12 Lambda的使用前提 Lambda的语法?常简洁,完全没有面向对象复杂的束缚。但是使用时有几个问题需要特别注意:
- 使用Lambda必须具有接口,且要求接口中有且仅有?个抽象方法。无论是JDK内置的 Runnable 、Comparator 接?还是?定义的接口,只有当接口中的抽象方法存在且唯?时,才可以使用Lambda。
- 使用Lambda必须具有上下文推断。
也就是方法的参数或局部变量类型必须为Lambda对应的接?类型,才能使用Lambda作为该接口的实例
备注:有且仅有?个抽象方法的接口,称为“函数式接口”。
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