jdk8中的lambda表达式

Posted 2022-10-22 youxin2012

什么是lambda表达式？

lambda表达式又称闭包，允许将一个函数当作方法的参数来传递（传递函数）或者说把代码当作数据来传递。 

长啥样？

如下两个示例，示例1为非lambda表达式实现的形态（多行代码），示例2为使用lambda表示式后的样子（1行代码）。
功能：实现一个过滤符合指定条件的人群
示例1:

interface CheckPerson  //步骤1.定义接
    boolean test(Person p);     


class CheckPersonEligibleForSelectiveService implements CheckPerson //步骤2. 实现类
public boolean test(Person p) 
    return p.gender == Person.Sex.MALE &&
        p.getAge() >= 18 &&
        p.getAge() <= 25;


printPersons(roster, new CheckPersonEligibleForSelectiveService());//步骤3.调用

示例2:

printPersons(roster,
    p -> p.getGender() == Person.Sex.MALE
    && p.getAge() >= 18
    && p.getAge() <= 25);      

为啥要用lambda表达式？

如上示例，显然使用lambda表示式的形式更加简洁，漂亮。当然，lambda表达式带来的好处远不如此，其在并发编程中带来的优势更是不言而喻。 

拿个官方栗子来看看  

1. 打印年龄大于指定值的成员信息 

   public static void  printPersonsOlderThan(List<Person> roster, int age) 
       for (Person p : roster) 
           if (p.getAge() >= age) 
               p.printPerson();
           
       
   

   上述示例会随着功能或者数据结构类型(int 变更为 double)的改变显得稳定性较差
   如需求为年龄在指定范围内，则实现方法为：

   public static void printPersonsWithinAgeRange(
       List<Person> roster, int low, int high) 
           for (Person p : roster) 
               if (low <= p.getAge() && p.getAge() < high) 
               p.printPerson();
           
       
   

2. 为支持多样的需求，对过滤条件做抽象，如下 

   public static void printPersons(
       List<Person> roster, CheckPerson tester) 
       for (Person p : roster) 
           if (tester.test(p)) 
               p.printPerson();
           
       
   

为支持上述设计做如下实现：见示例1。（接口，本地实现类，调用） 对示例1使用匿名类做简化（省去本地实现类CheckPersonEligibleForSelectiveService）后，代码如下：

printPersons(roster,
    new CheckPerson() 
    public boolean test(Person p) 
        return p.getGender() == Person.Sex.MALE
            && p.getAge() >= 18
            && p.getAge() <= 25;
    
);  

如此代码简化为 接口＋匿名类调用
3. 使用lambda表达式做简化 由于CheckPerson接口为函数接口（仅有一个抽象类），可以对使用lambda表示式代替匿名函数 

printPersons(
    roster,
    p -> p.getGender() == Person.Sex.MALE
        && p.getAge() >= 18
        && p.getAge() <= 25
);      

4.继续简化。使用标准函数接口

interface CheckPerson 
    boolean test(Person p);
 

对于此类函数接口（含有一个入参和boolean返回值），表现实现相对简单。由于此类接口过于简单，以至于没有必要在自己的应用中定义，所以jdk8在java.util.function包提供了几个标准的函数接口以方便用户使用。
对于此例接口（含有一个入参和boolean返回值）可以使用Predicate  接口代替 CheckPerson 

interface Predicate<T> 
    boolean test(T t);

由此，该例本地实现类可变为 

public static void printPersonsWithPredicate(
    List<Person> roster, Predicate<Person> tester) 
    for (Person p : roster) 
        if (tester.test(p)) 
            p.printPerson();
        
    
 

5.尽可能多的使用lambda表达式 

public static void printPersonsWithPredicate(
    List<Person> roster, Predicate<Person> tester) 
    for (Person p : roster) 
        if (tester.test(p)) 
            p.printPerson();
        
    
 

如上所示，该功能为对符合条件的对象做动作（打印p.printPerson），如果需求变更为仅打印名称或仅打印email呢？是不是要重新在写相应的代码逻辑呢？代码就这样膨胀了。
然而使用lambda表达式可以在调用时指定具体的动作，无需写冗长的匿名类。如此使用lambda表达式来来实现动作的描述
对于p.printPerson()此类方法－－需要一个参数Person对像且无返回值，可使用标准函数接口Consumer（抽象方法为accept）代替，如此待接口定义做进一步优化 

public static void processPersons(
    List<Person> roster,
    Predicate<Person> tester,
    Consumer<Person> block) 
        for (Person p : roster) 
            if (tester.test(p)) 
                block.accept(p);
            
        

实例调用，此时完成将 printPerson的动作转换为lambda表示式的形式

processPersons(
     roster,
     p -> p.getGender() == Person.Sex.MALE
         && p.getAge() >= 18
         && p.getAge() <= 25,
     p -> p.printPerson()
);

此过程中操作对象为person, 如果想操作其中的成员变量呢，我们需要通过对象获取该对象的成员变量，即需要一个函数接口支持一个入参和返回。标准函数接口中Function可以支持，抽象方法为apply, 如此我们可以使用该接口，实现map映射（通过person获取对应成员变量），函数定义如下： 

public static void processPersonsWithFunction(
    List<Person> roster,
    Predicate<Person> tester,
    Function<Person, String> mapper,
    Consumer<String> block) 
    for (Person p : roster) 
        if (tester.test(p)) 
            String data = mapper.apply(p);
            block.accept(data);
        
    

实例调用

processPersonsWithFunction(
    roster,
    p -> p.getGender() == Person.Sex.MALE
        && p.getAge() >= 18
        && p.getAge() <= 25,
    p -> p.getEmailAddress(),
    email -> System.out.println(email)
);  

6.使用泛型 使用泛型重新定义processPersonsWithFunction 

public static <X, Y> void processElements(
    Iterable<X> source,
    Predicate<X> tester,
    Function <X, Y> mapper,
    Consumer<Y> block) 
    for (X p : source) 
        if (tester.test(p)) 
            Y data = mapper.apply(p);
            block.accept(data);
        
    

实例调用 

processElements(
    roster,
    p -> p.getGender() == Person.Sex.MALE
        && p.getAge() >= 18
        && p.getAge() <= 25,
    p -> p.getEmailAddress(),
    email -> System.out.println(email)
);  

如上调用依次做如下操作：
1）从集合roster依次取出元素
2）做条件过滤
3）做map影射，由对象获取成员变量
4）做动作，打印成员变量 

如上使用到的几个标准函数接口如下 

函数接口	签名要求
Predicate	一个参数和boolean返回值
Function	一个参数和一个返回值
Consumer	一个入参，无返回值

7.将lambda表达式做为参数做聚合操作
如下为对符合指定条件的人群打印其emalAddress 

roster
    .stream()
    .filter(
        p -> p.getGender() == Person.Sex.MALE
            && p.getAge() >= 18
            && p.getAge() <= 25)
    .map(p -> p.getEmailAddress())
    .forEach(email -> System.out.println(email));   

其中各聚合操作对应的意义如下 

聚合操作	意义
Stream<E> stream()	获取顺序对象
Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate)	过滤获取匹配元素
<R> Stream  map(Function<? super T,? extends R> mapper)	将一个对应映射为另一个值
void forEach(Consumer<? super T> action)	遍历并执行Consumer对象对应的动作

总体说来，lambda表达式在简化代码的同时，使应用对易变的需求有更好的适应性，同时并发操作使其可更好的利用硬件资源。