Java中Lambda表达式和Groovy闭包的相关解析

Posted 2022-12-30 Alex_MaHao

Lambda名词释义

Lambda表达式表示匿名函数，和匿名类对比，及不需要声明函数的方法名和返回值，用表达式的形式完成函数的参数和相关逻辑。

Lambda表达式应用于Groovy和Kotlin中，作为实现函数式编程的关键（函数式编程是指一个函数能够作为另一个函数的入参）。而在JDK8中支持了对Lambda表达式的应用。

基本使用

java中对lambda表达式的声明不像Kotlin等，其实质是用一种简单的方式完成一些简单接口的声明和初始化。举例如下：

   Runnable runnable1 = new Runnable() 
            @Override
            public void run() 
                System.out.println("Hello");
            
        ;
    new Thread(runnable1).start();

对于启动一个线程并构造Runnable接口往往需要写这么多代码，而对于Runnable其实只关心run()方法的实现。而lambda便是为了解决这种问题，简化之后如下：

// lambda表达式
Runnable runnable = () -> System.out.println("Hello");
new Thread(runnable).start();

可以发现其中Runnable的实现发生了变化，在java中lambda表达式的声明以->隔开，->之前声明参数，之后的是方法的逻辑。该表达式就是对run()的相关声明。因为run()方法没有参数，所以->之前用()表示。而中表示方法逻辑，和普通的方法逻辑一样，如果只有一行，则大括号可以忽略() -> System.out.println("Hello")。

最后简化如下：

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

可以看到只需要一行就可以完成之前的代码逻辑。

lambda表达式的实质是实现接口或抽象类并且完成方法的声明，而对于接口和抽象类要求必须仅有一个待实现的方法（特殊情况后面会提到）。

lambda表达式很容易将其方法体中的逻辑理解成立即运行，其实不是，具体什么时候走，要根据接口中的方法什么时候被调用。

不同用法

lambda需要一个参数

有一个类如下

@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> 
    void accept(T t);

实例该对象的方式如下：

 Consumer<String> consumer = (String t) -> System.out.println(t);
 Consumer<String> consumer = (t) -> System.out.println(t);

此时lambda就是对accept(T t)方法的实现。

参数的声明可以省略，因为其实质是实现抽象或接口中的方法，那么参数类型肯定是明确的，而且编译器也能够帮我们检测出。

如上逻辑还有一种写法：

Consumer<String> consumer2 = System.out::println;

该种表示叫做方法引用，以::作为操作符，后面会分析。

两个参数和返回值

java中比较器Comparator的类声明如下

@FunctionalInterface
public interface Comparator<T> 
    int compare(T o1, T o2);
    //...

可以看到compare()既有参数又有返回值，那么构造Comparator实例的具体代码如下：

 Comparator<Integer> comparator = ((num1, num2) -> 
            return num1 - num2;
        );

如果lambda表达式中有返回值并且方法逻辑只有一行，那么return可以省略，简化后如下：

Comparator<Integer> comparator2 = ((num1, num2) -> num1 - num2);

多个参数

以此类推。。。

函数式接口

在jdk8中提出了函数式接口的概念，并且添加了java.util.function中包含了一些基本的函数式接口。

上面对于lambda的使用，发现其实现依托于上下文，他必须有一个目标类型，该类型就是函数式接口。

函数式接口代表的一种契约， 一种对某个特定函数类型的契约。 在它出现的地方，实际期望一个符合契约要求的函数。

实现一个函数式接口很简单，类似Runnable接口的声明，里面包含一个待实现的方法。同时推荐在类上加上@FunctionalInterface注解。

一个简单的函数是接口声明如下：

@FunctionalInterface
public interface FunctionalInterface 
    // 使用lambda实现的方法
    void count(int i);

    String toString(); //same to Object.toString
    int hashCode(); //same to Object.hashCode
    boolean equals(Object obj); //same to Object.equals

对于一个函数式接口，其中可以包含Object中的方法声明，因为对于每一个接口的实例都继承于Object。同时也可以包含静态方法和默认方法（jdk8中接口可以有静态方法和默认方法）

方法引用

这种写法不知道你是还记得

Consumer<String> consumer2 = System.out::println;

该声明实际上就是使用了方法的引用。

对于一个接口的中的方法，我们可以使用lambda去实现，这样大大简便了代码的编写。假如，我们待实现的方法其实和已有的某个方法（无论是类中的静态还是成员方法）的逻辑一模一样，那么就可以使用上面的方法引用的方式。

对于Consumer<String>需要实现的方法是void accept(T t)，仔细观察这个方法，无返回值，一个String类型的参数，那么只需要找一个符合这个的方法，就可以利用::将方法赋值给它。

对于上面的逻辑其具体的逻辑如下：

  Consumer<String> cc = new Consumer<String>() 
            @Override
            public void accept(String s) 
                System.out.print(s);
            
        ;

假如我们现在有如下类：

public class Method 

    @FunctionalInterface
    interface Concat 
        String accept(String a, String b);
    

    // 静态方法
    public static String concat(String a, String b) 
        return a + b;
    

    // 成员方法
    public String concat1(String a, String b) 
        return a + b;
    

    public static void main(String[] args)
        //待实现
    

其中包含了一个函数式接口，定义了方法accept()接受两个字符串参数并返回一个字符串。

该类中包含了两个方法，一个静态方法一个成员方法，参数和返回值和accept()的相同。

下面就使用这个类介绍下面几种情况

参数匹配下的静态方法引用

Concat concat = Method::concat;
 System.out.println(concat.accept("123", "456"));// 123456
​```java

将静态方法的实现引用到了`accept()`上，当调用`accept()`时实际上调用的是`Method.concat()`方法。

**参数匹配下的成员方法引用**

​```java
Concat concat1 = new Method()::concat1;
System.out.println(concat.accept("123", "456"));// 123456

将成员方法引用到了accept()上，因为成员方法必须通过实例来获取。

参数不匹配的方法引用

 Concat concat2 = String::concat;
 System.out.println(concat2.accept("123", "456"));// 123456

这个看着就比较诡异了，看一下String.concat()的方法声明：

public String concat(String str)

成员方法，一个参数，这明显不匹配啊。

这里对于编译器来说，虽然String.concat()只有一个参数，但他是成员方法，调用的时候也需要一个字符串，这样就凑够了两个字符串，正好能够和accept()的两个参数匹配上。

和如下代码逻辑一样

concat2 = new Concat() 
            @Override
            public String accept(String a, String b) 
                return a.concat(b);
            
        ;

构造方法引用

我们新声明一个函数式接口如下：

  @FunctionalInterface
    interface StringM 
        String accept(String a);
    

该方法的接口实现和String的构造方法类似，于是可以有如下操作：

StringM stringM = String::new;

Groovy中闭包的基本使用

在java中使用lambda表达式还要依托于一个上下文类型，及针对某一个函数式接口。而在groovy中，将他单独抽出了一种类型及闭包。

对于一个闭包，不需要依托上下文去判断他需要几个参数返回值等等，我们可以先考虑闭包的编写，再考虑怎么用它，和java相反。

对于一个闭包的简单使用如下：

    // 声明一个闭包
        Closure listener =  e -> println "Clicked on $e" 
        // 两种调用方式
        listener("str")
        listener.call("str")

调用方式两种：以函数的方式调用或者是调用call()方法。

同时，闭包也可以作为方法的参数传入，其类似于一个Callback接口,通过call()方法调用闭包中调用的逻辑。

Groovy中闭包的委托对象

在Closure中有一个属性为delegate,该属性表示我们可以为闭包设置一个代理对象，那么在闭包中可以直接使用这个代理对象的一些方法。

class DelegateDemo 

    static void main(String[] args) 
        Closure c = 
            // 调用代理对象的方法
            test()
        
        // 设置代理对象
        c.delegate = new DelegateDemo()
        //运行闭包
        c.call()
    

    void test() 
        println("this is delegate")
    

利用Groovy模仿Gradle中的dependencies依赖声明

关键点便在于委托

声明一个类用于存储所有的依赖，代码如下：

  static class Dependency 
    // 保存所有的依赖
        Set<String> api = new HashSet<>();
        // 添加依赖的方法
        void api(String text)
            api.add(text)
        
        // 执行方法，暂时只是打印所有依赖
        void exec()
            println(api)
        
    

该类同时将作为一个闭包的代理对象。

其次，声明一个方法，该方法的参数为一个闭包。

 static void dependencies(Closure closure) 
    // 声明一个代理对象
        def dependency = new Dependency()
        // 设置委托
        closure.delegate = dependency
        // 运行闭包
        closure.call()
        // 执行
        dependency.exec()
    

最后看一下如何使用

 static void main(String[] args) 
        dependencies 
            api 'cn.jiguang.sdk.plugin:xiaomi:3.1.0'
            api 'cn.jiguang.sdk.plugin:huawei:3.1.0'
            api 'cn.jiguang.sdk.plugin:meizu:3.1.0'
        
    

是不是很眼熟。。。。

执行结果：

[cn.jiguang.sdk.plugin:meizu:3.1.0, cn.jiguang.sdk.plugin:xiaomi:3.1.0, cn.jiguang.sdk.plugin:huawei:3.1.0]

利用Groovy模仿一个Task任务

在使用Gradle中，可以通过声明一个task并添加doLast和doFirst回调，而下面就开始仿写一个类似的逻辑。关键点在于闭包和代理对象。

根据上一个例子，分为三步：

第一步：声明代理委托对象

 static class Task 
        String config = ""
        Closure doLast = 
        Closure doFirst = 

        void doLast(Closure c) 
            doLast = c
        

        void doFirst(Closure c) 
            doFirst = c
        
        // 执行任务，只是简单打印一下配置
        void exec() 
            println(config)
        
        // 提供一个配置选项
        void config(String text) 
            config = text
        
    

第二步：声明一个以闭包作为参数的方法

    static void task(String name, Closure closure) 
        def task = new Task()
        closure.delegate = task
        // 执行闭包，实质是对task坐初始化
        closure()
        // 调用doFirst
        task.doFirst.call()
        // 调用执行方法
        task.exec()
        // 调用doLast()方法
        task.doLast.call()
    

第三步：使用

 static void main(String[] args) 
        task("test") 
            config("123")
            doLast 
                println("doLast")
            
            doFirst 
                println("doFirst")
            
        
    

在这里，有一个关键，如果闭包作为最后一个参数，那么他可以写到()外面。

同事，如果调用的方法的参数如果仅为一个，则可以使用空格的方式，最终如下：

  task("test") 
            config "123"
            doLast 
                println("doLast")
            
            doFirst 
                println("doFirst")
            
        

打印结果

doFirst
123
doLast