Java8新特性之：Lambda表达式

Posted 2020-10-29

一. Lambda定义（λ）：

    -- 匿名，它不像普通方法那样有一个明确的名称；

    -- 函数，它不像普通方法那样属于某个特定的类，但和方法一样，Lambda有参数列表、函数主体、返回类型或抛出异常列表：

    -- 传递，Lambda可以作为参数传递给方法或存储在变量中：

    -- 简洁。

二. Lambda表达式结构：

    1. 参数列表；

    2. 箭头：箭头->把参数列表与Lambda主体分隔开；

    3. Lambda主体：表达式就是Lambda表达式的例子。

三.Lambda基本语法：

    (parameters) -> expression

    或

    (parameters) -> { statements; }

    使用显式返回语句时需要使用花括号“{}”。

        eg:  Lambda示例：

使用案例	Lambda示例
无参数，返回void	() -> {}
无参数，返回String	() -> "Raoul"
无参数，返回String（利用显式返回语句）	() -> { return "Result";}
布尔表达式	(List<String> list) -> list.isEmpty()
创建对象	() -> new Apple(10);
消费一个对象	(Apple apple) -> { System.out.println(a.getWeight()); }
从一个对象中选择/抽取	(String s) -> s.length()
组合两个值	(int a, int b) -> a * b
比较两个对象	(Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight())

四. 在哪里使用Lambda

    可以在函数式接口上使用Lambda表达式。

    函数式接口：只定义一个抽象方法的接口。

    @FunctionalInterface：表明为函数式接口，但它不是必须的。

    (T, U) -> R表达式展示了应当如何思考函数描述符。左侧代表了参数类型。这里它代表一个函数，具有两个参数，分别为泛型T和U，返回类型为R。

    Java的泛型只能绑定到引用类型，当需要引用原始类型时因为自动装箱和拆箱机制时，装箱后的值需要更多的内存，需要付出性能代价，为了避免装箱操作对Predicate<T>和Function<T, R>等通用函数式接口的原始类型特化：IntPredicate、IntToLongFunction等。

        Java8中的常用函数式接口：

函数式接口	函数描述符	原始类型特化
Predicate<T>	T -> boolean	IntPredicate， LongPredicate， DoublePredicate
Consumer<T>	T -> void	IntConsumer， LongConsumer， DoubleConsumer
Function<T, R>	T -> R	IntFunction<R>， IntToDoubleFunction， IntToLongFunction， LongFunction<R>， LongToDoubleFunction， LongToIntFunction， DoubleFunction<R>， ToIntFunction<T>， ToDoubleFunction<T>， ToLongFunction<T>
Supplier<T>	() -> T	BooleanSupplier， IntSupplier， LongSupplier， DoubleSupplier
UnaryOperator<T>	T -> T	IntUnaryOperator， LongUnaryOperator， DoubleUnaryOperator
BinaryOperator<T>	(T, T) -> T	IntBinaryOperator， LongBinaryOperator， DoubleBinaryOperator
BiPredicate<L, R>	(L, R) -> boolean
BiConsumer<T, U>	(T, U) -> void	ObjectIntConsumer<T>， ObjectLongConsumer<T>， ObjectDoubleConsumer<T>
BiFunction<T, U, R>	(T, U) -> R	ToIntBiFunction<T, U>， ToLongBiFunction<T, U>， ToDoubleBiFunction<T, U>
Runnable	() -> void

    当需要Lambda表达式抛出异常时，有两种方式：

        -- 自己编写新的函数式接口，并声明受检异常（任何函数式接口都不允许抛出受检异常）；

        -- 将Lambda包在一个try/catch块中。

@FunctionalInterface
public interface BufferedReaderProcessor {
  String process(BufferedReader b) throws IOException;
}

Function<BufferedReader, String> f = (BufferedReader b) -> {
  try {   
    return b.readLine();
  } catch (IOException e) {
    throw new RuntimeException(e);
  }
};

        当Lambda表达式抛出一个异常时，throws语句也必须与Lambda所指类型相匹配。

    如果Lambda的主体是一个语句表达式，它就和一个返回void的函数描述符兼容（当然需要参数列表也兼容）。

        eg：尽管List的add方法返回的是boolean，但以下两行都是合法的：  

//Predicate返回了一个boolean
Predicate<String> p = s -> list.add(s);

//Consumer返回了一个void
Consumer<String> b = s -> list.add(s);

    Lambda类型推断：Java编译器会从上下文（目标类型）中推断出用什么函数式接口来配合Lambda表达式，所以也能推断出适合Lambda的签名，因为函数描述符可以通过目标类型来得到。这样就可以在Lambda中省去标注参数类型，当参数只有一个时还可以省去参数的括号。

    Lambda使用局部变量的限制：Lambda表达式对值封闭，而不是对变量封闭。Lambda表达式引用的局部变量必须是final的，只能有一次赋值。

        这是因为实例变量是储存在堆中，而局部变量是储存在栈上。如果Lambda可以直接访问局部变量，而且Lambda是在一个线程中使用的，则使用Lambda的线程可能会在分配该变量的线程将这个变量收回之后，去访问该变量。因此，Java在访问自由局部变量时，实际上是在访问他的副本而不是访问原始变量。

    Lambda方法引用：

        方法引用就是Lambda的快捷写法。目标引用放在分隔符::前面，方法的名称放在后面。

        eg：

Lambda表达式	等效的方法引用
(Apple a) -> a.getWeight()	Apple::getWeight
() -> Thread.currentThread().dumpStack()	Thread.currentThread()::dumpStack
(str, i) -> str.substring(i)	String::substring
(String s) -> System.out.println(s)	System.out::println

        如何构建方法引用：

            主要有三类：

                -- 指向静态方法的放方法引用；

                -- 指向任意类型实例方法的方法引用；

                -- 指向现有对象的实例方法的方法引用。

    Lambda构造函数引用：

        对于一个现有构造函数，可以利用它的名称和关键字new来创建它的一个引用：ClassName::new。它的功能与静态方法的引用类似。

Lambda表达式	等价构造方法引用Lambda表达式
Supplier<Apple> c1 = Apple::new; Apple a1 = c1.get();	Supplier<Apple> c1 = () -> new Apple(); Apple a1 = c1.get();
Function<Integer, Apple> c2 = Apple::new; Apple a2 = c2.apply(110);	Function<Integer, Apple> c2 = (weight) -> new Apple(weight); Apple a2 = c2.apply(110);
BiFunction<String, Integer, Apple> c2 = Apple::new; Apple a2 = c2.apply("green", 110);	BiFunction<String, Integer, Apple> c2 = (color, weight) -> new Apple(color, weight); Apple a2 = c2.apply("green", 110);

    

    复合Lambda表达式的有用方法：

复合类型	方法	说明	举例
比较器复合	reversed()	逆序	//按重量递减排序 inventory.sort(comparing(Apple::getWeight)) .reversed();
	thenComparing	比较器链（接受一个函数作为参数，如果两个对象用第一个Comparator比较之后是一样的，就提供第二个Comparator	//两个苹果一样重时按国家排序 inventory.sort(comparing(Apple::getWeight)) .reversed(). thenComparing(Apple::getCountry);
谓词复合 （and和or方法的优先级是按照在表达式链中的位置，从左向右确定的）	negate	非	//产生现有对象redApple的非 Predicate<Apple> notRedApple = redApple.negate();
	and	将两个Lambda用and组合起来	//一个苹果既是红色又比较重（链接两个谓词来生成一个Predicate对象） Predicate<Apple> RedAndHeavyApple = redApple.and(a -> a.getWeight() > 150);
	or	要么	//要么重(150g以上)的红苹果，要么是绿苹果 Predicate<Apple> RedAndHeavyApple = redApple.and(a -> a.getWeight() > 150)                                                                .or(a -> "green".equals(a.getColor()));
函数复合	andThen	先对输入应用一个给定函数，再对输出应用另一个函数	//等同于数学上的g(f(x))，返回4 Function<Integer, Integer> f = x -> x + 1; Function<Integer, Integer> g = x -> x * 2; Function<Integer, Integer> h = f.andThen(g); int result = h.apply(1);
	compose	先把给定的函数用作compose的参数里面给的那个函数，然后再把函数本身用于结果	//等同于数学上的f(g(x))，返回3 Function<Integer, Integer> f = x -> x + 1; Function<Integer, Integer> g = x -> x * 2; Function<Integer, Integer> h = f.compose(g); int result = h.apply(1);