Java基础-Lambda表达式篇

Posted 2020-11-23 bruce1993

1. 函数式编程介绍

在数学中，函数就是有输入量、输出量的一套计算方案，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: 做一件事情,找一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

• 传统写法：

  // 当需要启动一个线程去完成任务时，通常会通过 java.lang.Runnable 接口来定义任务内容，并使用 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() {
                // 覆盖重写抽象方法 
                System.out.println("多线程任务执行！");
              } 
          };
          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，再将其交给一个线程来启动。

• 代码分析：

  1. Thread 类需要 Runnable 接口作为参数，其中的抽象 run 方法是用来指定线程任务内容的核心；
  2. 为了指定 run 的方法体，不得不需要 Runnable 接口的实现类；
     
  3. 为了省去定义一个 RunnableImpl 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 run 方法，所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写一遍，且不能写错；
  5. 而实际上，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

  ? 我们真的希望创建一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一个对象。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面向对象语法而不得不采取的一种手段方式。

  ? 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，所以我们一直在探索有没有比高铁更好的方式——搭乘飞机。

  

  ? 而现在这种飞机（甚至是飞船）已经诞生：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。

4. 体验Lambda的更优写法

? 借助Java 8的全新语法，上述 Runnable 接口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 Test {
  public static void main(String[] args) {
    new Thread(()->System.out.println("多线程任务执行！")).start();
  }
}

? 这段代码和刚才的执行效果是完全一样的，可以在1.8或更高的编译级别下通过。从代码的语义中可以看出：我们启动了一个线程，而线程任务的内容以一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. 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：
  1. 一些参数
  2. 一个箭头
  3. 一段代码
• 标准格式： (参数类型 参数名称) ‐> { 代码语句 }
• 格式说明：
  1. 小括号内的语法与传统方法参数列表一致：无参数则留空；多个参数则用逗号分隔。
     
  2. -> 是新引入的语法格式，代表指向动作。
  3. 大括号内的语法与传统方法体要求基本一致。

6. 练习1：无参数无返回值的代码

• 题目

  • 给定一个厨子 Cook 接口，内含唯一的抽象方法 makeFood ，且无参数、无返回值。如下：

  • 代码：

    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) { 
            // TODO 请在此使用Lambda【标准格式】调用invokeCook方法 
        }
        private static void invokeCook(Cook cook) { 
            cook.makeFood(); 
        } 
    }

• 解答：

  invokeCook(() ‐> { System.out.println("吃饭啦！"); });

7. 练习2：有参数有返回值的代码

• 题目：使用数组存储多个Person对象对数组中的Person对象使用Arrays的sort方法通过年龄进行升序排序

  下面举例演示 java.util.Comparator<T>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 方法需要一个 Comparator接口实例来指定排序的规则。假设有一个 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方法与Getter Setter 
  }

• 传统方式：

  public class Test {
    public static void main(String[] args) {
      // 本来年龄乱序的对象数组
      Person[] array = {
              new Person("古力娜扎", 19),
              new Person("迪丽热巴", 18),
              new Person("马尔扎哈", 20)
      };
      // 排序
      Arrays.sort(array, new Comparator<Person>() {
        @Override
        public int compare(Person o1, Person o2) {
          return o1.getAge() - o2.getAge();
        }
      });
      // 打印
      for (int i = 0; i < array.length; i++) {
        System.out.println(array[i].getName() + "---" + array[i].getAge());
      }
    }
  }
  
  // 这种做法在面向对象的思想中，似乎也是“理所当然”的。其中 Comparator 接口的实例（使用了匿名内部类）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. 为了省去定义一个 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一遍，且不能写错；
  5. 实际上，只有参数和方法体才是关键。

• Lambda方式：

  public class Test {
    public static void main(String[] args) {
      // 本来年龄乱序的对象数组
      Person[] array = {
              new Person("古力娜扎", 19),
              new Person("迪丽热巴", 18),
              new Person("马尔扎哈", 20)
      };
      // 排序
      Arrays.sort(array,(Person o1, Person o2) ->{
        return o1.getAge()-o2.getAge();
      });
      // 打印
      for (int i = 0; i < array.length; i++) {
        System.out.println(array[i].getName() + "---" + array[i].getAge());
      }
    }
  }

8. Lambda省略格式

可推导即可省略。

• 省略规则：

  1. 小括号内参数的类型可以省略；
  2. 如果小括号内有且仅有一个参，则小括号可以省略；
  3. 如果大括号内有且仅有一个语句，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。

• 代码：

  // 【练习2代码：】
  // 省略前
      Arrays.sort(array,(Person o1, Person o2) ->{
        return o1.getAge()-o2.getAge();
      });
  // 省略后
      Arrays.sort(array,(o1, o2) ->return o1.getAge()-o2.getAge());

9. Lambda使用前提

Lambda的语法非常简洁，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：

1. 使用Lambda必须具有接口，且要求接口中有且仅有一个抽象方法。

   无论是JDK内置的 Runnable 、 Comparator 接口还是自定义的接口，只有当接口中的抽象方法存在且唯一时，才可以使用Lambda。

2. 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对应的接口类型，才能使用Lambda作为该接口的实例。

备注：有且仅有一个抽象方法的接口，称为“函数式接口”。