Java Lambda详解

1年前 (2023) 程序员胖胖胖虎阿

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Lambda表达式是JDK 8开始后的一种新语法形式。

作用：简化匿名内部类的代码写法

简化格式

(匿名内部类被重写方法的形参列表) -> {
	重写方法
}

Lambda表达式只能简化函数式接口的匿名内部类的写法形式

什么是函数式接口？

首先必须是接口、其次接口中有且仅有一个抽象方法的形式
通常会在接口上加上一个@FunctionalInterface注解，标记该接口必须是满足函数式接口

如何使用Lambda？

我们将根据下面三个问题来帮助大家理解和使用Lambda

背景：我们自定义了一个man的类，创建了一个man的List。

class man {
    public int age;
    public char sex;
    public double socre;

    public man(int age, char sex, double score) {
        this.age = age;
        this.sex = sex;
        this.score = score;
    }
}

问题一

现需要对这个list根据人的年龄进行排序

要实现排序的功能，可以直接调用List对象自带的sort方法完成，但是需要man先实现Comparator的接口并重写compare方法，编译器才能比较两个不同man的大小。但是要更改原始类的代码，会比较麻烦，如果以后要对人的分数进行排序，那就又要更改的类的源码，这样操作很不方便。

sort(Comparator<? super E> c) 方法可以直接传入一个Comparator对象，我们可以直接改写compare方法就可以实现比较。

第一种写法

public class lambdaTry {
    public static void main(String[] args) {
        List<man> humans = new ArrayList<>();
        humans.add(new man(19, 'g', 98.0));
        humans.add(new man(18, 'b', 95.0));
        humans.add(new man(20, 'b', 96.0));
        humans.add(new man(17, 'g', 97.0));

        humans.sort(new Comparator<man>() {
            @Override
            public int compare(man o1, man o2) {
                return o1.age - o2.age;
            }
        });
    }
}

第二种写法

Lambda

我们知道Lambda是用来简化函数式接口的匿名内部类，且Comparator满足函数式接口的两个条件：

首先必须是接口、其次接口中有且仅有一个抽象方法的形式
@FunctionalInterface注解

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

因此我们可以对上述的源码进行改写成Lambda格式

public class lambdaTry {
    public static void main(String[] args) {
        List<man> humans = new ArrayList<>();
        humans.add(new man(19, 'g', 98.0));
        humans.add(new man(18, 'b', 95.0));
        humans.add(new man(20, 'b', 96.0));
        humans.add(new man(17, 'g', 97.0));

        humans.sort((man o1, man o2) -> {
                return o1.age - o2.age;
        });
    }
}

改写过后代码简洁了很多。但是还可以继续简写。

Lambda表达式的省略写法

参数类型可以不写
如果只有一个参数，参数类型可以省略，同时()也可以省略
如果Lambda表达式的方法块中代码只有一行，可以省略大括号，同时省略分号。
在条件三的基础上，如果这行代码是return语句，必须省略return。

第三种写法

Lambda简写

可以看到，此表达式满足省略写法的条件，可以继续简写成如下格式。只需要一行语句就能完成

public class lambdaTry {
    public static void main(String[] args) {
        List<man> humans = new ArrayList<>();
        humans.add(new man(19, 'g', 98.0));
        humans.add(new man(18, 'b', 95.0));
        humans.add(new man(20, 'b', 96.0));
        humans.add(new man(17, 'g', 97.0));

        humans.sort((o1, o2) -> o1.age - o2.age);
    }
}

问题二

将List转换为数组

我们知道List接口有一个方法toArray方法可以实现将其转换为数组。

JDK11之后，提供了这样的一个方法，提供了一个函数式接口来让我们转换

default <T> T[] toArray(IntFunction<T[]> generator) {
    return toArray(generator.apply(0));
}

IntFunction函数式接口是从JDK8之后实现的，内部只有一个apply抽象方法，是一个标准的函数式接口

@FunctionalInterface
public interface IntFunction<R> {
    R apply(int value);
}

我们可以直接用lambda，完成数组的转换

public class lambdaTry {
    public static void main(String[] args) {
        List<man> humans = new ArrayList<>();
        humans.add(new man(19, 'g', 98.0));
        humans.add(new man(18, 'b', 95.0));
        humans.add(new man(20, 'b', 96.0));
        humans.add(new man(17, 'g', 97.0));

		// 原本写法
        // man[] mans = humans.toArray(new IntFunction<man[]>() {
        //     @Override
        //     public man[] apply(int value) {
        //         return new man[value];
        //     }
        // });

        // lambda写法
        man[] mans = humans.toArray(value -> new man[value]);
        
        // 实际上用不上这样的写法，只是为了举例说明
        // man[] mans = humans.toArray(new man[0]);
        // man[] mans = humans.toArray(man[]::new);
        // 上面两种写法都可以，传值进去的size为0不影响实际的转换，具体可以看ArrayList的toArray重写方法
        
    }
}

问题三

输出年龄大于18的男同学的成绩

可以用forEach方法快捷实现，forEach方法来自于Iterable接口

default void forEach(Consumer<? super T> action) {
    Objects.requireNonNull(action);
    for (T t : this) {
        action.accept(t);
    }
}

再看Consumer接口，也是一个函数式接口

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

具体实现

public class lambdaTry {
    public static void main(String[] args) {
        List<man> humans = new ArrayList<>();
        humans.add(new man(19, 'g', 98.0));
        humans.add(new man(18, 'b', 95.0));
        humans.add(new man(20, 'b', 96.0));
        humans.add(new man(17, 'g', 97.0));

        // humans.forEach(new Consumer<>() {
        //     @Override
        //     public void accept(man man) {
        //         if (man.age >= 18 && man.sex == 'g') {
        //             System.out.println(man.score);
        //         }
        //     }
        // });

        humans.forEach(man -> {
            if (man.age >= 18 && man.sex == 'g') {
                System.out.println(man.score);
            }
        });
    }
}

有时Lambda还可以继续简写成方法引用（method reference）

方法引用

方法引用通过方法的名字来指向一个方法。

方法引用可以使语言的构造更紧凑简洁，减少冗余代码。

方法引用使用一对冒号 ::

主要分为四种：

构造器引用 Class::new

man[] mans = humans.toArray(man[]::new);

静态方法引用 Class::static_method

打印每个man（需要在man内重写toString）
```
humans.forEach(System.out::println)
```
特定类的任意对象的方法引用 Class::method
特定对象的方法引用 instance::method