Lombda表达式

Posted mtime2004

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Lombda表达式相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

1 函数式编程思想概述

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。

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

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 方法是用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 接口的实现类;

 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;

  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;

 而实际上,似乎只有方法体才是关键所在。

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

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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。

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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。

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 Demo02LambdaRunnable{

  public static void main (String[] args){

  new Thread(() -> System.out.println("多线程任务执行!")).start(); // 启动线程

}

}

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!

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("多线程任务执行!")

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

要启动一个线程,需要创建一个 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,可以为该接口定义一个实现类 RunnableImpl :

public class RunnableImpl implements Runnable {

@Override

public void run() {

System.out.println("多线程任务执行!");

}

}

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,而且仅被使用了唯一一次,所以使用匿名内部类的

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("多线程任务执行!");

}

}).start();

}

}

匿名内部类的好处与弊端

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!

语义分析

仔细分析该代码中的语义, Runnable 接口只有一个 run 方法的定义:

public abstract void run();

即制定了一种做事情的方案(其实就是一个函数):

  无参数:不需要任何条件即可执行该方案。

  无返回值:该方案不产生任何结果。

  代码块(方法体):该方案的具体执行步骤。

同样的语义体现在 Lambda 语法中,要更加简单:

() ‐> System.out.println("多线程任务执行!")

  前面的一对小括号即 run 方法的参数(无),代表不需要任何条件;

  中间的一个箭头代表将前面的参数传递给后面的代码;

  后面的输出语句即业务逻辑代码。
 

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:

  一些参数

  一个箭头

  一段代码

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一致:无参数则留空;多个参数则用逗号分隔。

   -> 是新引入的语法格式,代表指向动作。

  大括号内的语法与传统方法体要求基本一致。

2.7 使用Lambda标准格式(无参无返回)

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:

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

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。

2.8 Lambda的参数和返回值

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("古力娜扎", 19), new Person("迪丽热巴", 18), new Person("马尔扎哈", 20) };

//    匿名内部类

Comparator<Person> comp = new Comparator<Person>() {

@Override

public int compare(Person o1, Person o2) {

return o1.getAge() ‐ o2.getAge();

}

};

Arrays.sort(array, comp); // 第二个参数为排序规则,即Comparator接口实例

for (Person person : array) {

System.out.println(person);

}

}

}

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。

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;
 
为了指定 compare 的方法体,不得不需要 Comparator 接口的实现类;

  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;

  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;

  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("古力娜扎", 19),

new Person("迪丽热巴", 18),

new Person("马尔扎哈", 20) };

Arrays.sort(array, (Person a, Person b) ‐> {

return a.getAge() ‐ b.getAge();

});

for (Person person : array) {

System.out.println(person);

}

}

}

使用Lambda标准格式(有参有返回)

题目

给定一个计算器 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) {

// TODO 请在此使用Lambda【标准格式】调用invokeCalc方法来计算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 的方法体。

2.10 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文推导得知的信息,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:

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。



 使用Lambda省略格式

仍然使用前文含有唯一 makeFood 抽象方法的厨子 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) {

// TODO 请在此使用Lambda【省略格式】调用invokeCook方法

}

private static void invokeCook(Cook cook) {

cook.makeFood();

}

}

解答


public static void main(String[] args) {

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

}

 Lambda的使用前提


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。


有且仅有一个抽象方法的接口,称为“函数式接口”。
 




































































































































































































































































































































































































































































以上是关于Lombda表达式的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

什么是前缀表达式,中缀表达式,后缀表达式

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