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如何正確的在Java8中使用lambda表達(dá)式

發(fā)布時(shí)間：2020-12-02 15:05:59 來(lái)源：億速云 閱讀：160 作者：Leah 欄目：編程語(yǔ)言

如何正確的在Java8中使用lambda表達(dá)式？針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，這篇文章詳細(xì)介紹了相對(duì)應(yīng)的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個(gè)問(wèn)題的小伙伴找到更簡(jiǎn)單易行的方法。

1.基本介紹

lambda表達(dá)式，即帶有參數(shù)的表達(dá)式，為了更清晰地理解lambda表達(dá)式，先上代碼：

1.1 兩種方式的對(duì)比

1.1.1 方式1-匿名內(nèi)部類

class Student{
 private String name;
 private Double score;
 public Student(String name, Double score) {
  this.name = name;
  this.score = score;
 }
 public String getName() {
  return name;
 }
 public Double getScore() {
  return score;
 }
 public void setName(String name) {
  this.name = name;
 }
 public void setScore(Double score) {
  this.score = score;
 }
 @Override
 public String toString() {
  return "{"
    + "\"name\":\"" + name + "\""
    + ", \"score\":\"" + score + "\""
    + "}";
 }
}:
@Test
public void test1(){
 List<Student> studentList = new ArrayList<Student>(){
  {
   add(new Student("stu1",100.0));
   add(new Student("stu2",97.0));
   add(new Student("stu3",96.0));
   add(new Student("stu4",95.0));
  }
 };
 Collections.sort(studentList, new Comparator<Student>() {
  @Override
  public int compare(Student o1, Student o2) {
   return Double.compare(o1.getScore(),o2.getScore());
  }
 });
 System.out.println(studentList);
}

代碼調(diào)用Collections.sort方法對(duì)集合進(jìn)行排序，其中第二個(gè)參數(shù)是一個(gè)匿名內(nèi)部類，sort方法調(diào)用內(nèi)部類中的compare方法對(duì)list進(jìn)行位置交換，因?yàn)閖ava中的參數(shù)類型只能是類或者基本數(shù)據(jù)類型，所以雖然傳入的是一個(gè)Comparator類，但是實(shí)際上可以理解成為了傳遞compare方法而不得不傳遞一個(gè)Comparator類 ，這種方式顯得比較笨拙，而且大量使用的話代碼嚴(yán)重冗余，這種情況在java8中通過(guò)使用lambda表達(dá)式來(lái)解決。

lambda表達(dá)式專門針對(duì)只有一個(gè)方法的接口（即函數(shù)式接口），Comparator就是一個(gè)函數(shù)式接口

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

@FunctionalInterface的作用就是標(biāo)識(shí)一個(gè)接口為函數(shù)式接口，此時(shí)Comparator里只能有一個(gè)抽象方法，由編譯器進(jìn)行判定。

使用lambda表達(dá)式之后方式1 中的代碼改造如下 

1.1.2 方式2-lambda表達(dá)式

public void test1_(){
  List<Student> studentList = new ArrayList<Student>(){
   {
    add(new Student("stu1",100.0));
    add(new Student("stu2",97.0));
    add(new Student("stu3",96.0));
    add(new Student("stu4",95.0));
   }
  };
  Collections.sort(studentList,(s1,s2)-> Double.compare(s1.getScore(),s2.getScore()));
  System.out.println(studentList);
 }

1.2 lambda語(yǔ)法

1.2.1 多參數(shù)

     （1）. lambda表達(dá)式的基本格式為(x1,x2)->{表達(dá)式...};

     （2）. 在上式中，lambda表達(dá)式帶有兩個(gè)參數(shù)，此時(shí)參數(shù)類型可以省略，但兩邊的括號(hào)不能省略

     （3）. 如果表達(dá)式只有一行，那么表達(dá)式兩邊的花括號(hào)可以省略

1.2.2 無(wú)參數(shù)

一個(gè)常見(jiàn)的例子是新建一個(gè)線程，不使用lambda表達(dá)式的寫(xiě)法為

public void testThread(){
  new Thread(new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    System.out.println("hello, i am thread!");
   }
  }).start();
 }

其中Runnable接口也是一個(gè)函數(shù)式接口，源碼如下

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
 /**
  * When an object implementing interface <code>Runnable</code> is used
  * to create a thread, starting the thread causes the object's
  * <code>run</code> method to be called in that separately executing
  * thread.
  * <p>
  * The general contract of the method <code>run</code> is that it may
  * take any action whatsoever.
  *
  * @see  java.lang.Thread#run()
  */
 public abstract void run();
}

將其轉(zhuǎn)換為lambda表達(dá)式的寫(xiě)法為

public void testThread_(){
 new Thread(()-> System.out.println("hello, i am thread!")).start();
}

對(duì)于沒(méi)有參數(shù)的情況 ：

     （1）.參數(shù)的括號(hào)不能省略，

     （2）.其他語(yǔ)法同多參數(shù)

1.2.3 一個(gè)參數(shù)

我們構(gòu)造一個(gè)只有一個(gè)參數(shù)的函數(shù)式接口

@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
 public void single(String msg);
}
 
/**
 * 需要單個(gè)參數(shù)
 */
public static void testOnePar(MyFunctionalInterface myFunctionalInterface){
 myFunctionalInterface.single("msg");
}
/**
  * 一個(gè)參數(shù)，可以省略參數(shù)的括號(hào)
  */
 @Test
 public void testOneParameter(){
  testOnePar(x-> System.out.println(x));
 }

對(duì)于一個(gè)參數(shù)的情況：

     （1）.可以省略參數(shù)的括號(hào)和類型

     （2）.其他語(yǔ)法同多參數(shù)

1.3 jdk提供的常用函數(shù)式接口

在這里我們?yōu)榱搜菔局挥幸粋€(gè)參數(shù)的情況自己創(chuàng)建了一個(gè)函數(shù)式接口，其實(shí)java8中已經(jīng)為我們提供了很多常見(jiàn)的函數(shù)式接口，截圖如下：

如何正確的在Java8中使用lambda表達(dá)式如何正確的在Java8中使用lambda表達(dá)式

常見(jiàn)的有

Function：提供任意一種類型的參數(shù)，返回另外一個(gè)任意類型返回值。 R apply(T t);

Consumer：提供任意一種類型的參數(shù)，返回空值。 void accept(T t);

Supplier：參數(shù)為空，得到任意一種類型的返回值。T get();

Predicate：提供任意一種類型的參數(shù)，返回boolean返回值。boolean test(T t);

因此針對(duì)上面的情況，我們可以直接使用Consumer類，

/**
  * 需要單個(gè)參數(shù)
  */
 public static void testOnePar1(Consumer unaryOperator){
  unaryOperator.accept("msg");
 }

2.方法引用

lambda表達(dá)式用于替換函數(shù)式接口，方法引用也是如此，方法引用可以使代碼更加簡(jiǎn)單和便捷

2.1 小試牛刀

上代碼，根據(jù)List中字符串長(zhǎng)度排序：

public static void test1_() {
 List<String> strLst = new ArrayList<String>() {
  {
   add("adfkjsdkfjdskjfkds");
   add("asdfasdfafgfgf");
   add("public static void main");
  }
 };
 Collections.sort(strLst, String::compareToIgnoreCase);
 System.out.println(strLst);
}

只要方法的參數(shù)和返回值類型與函數(shù)式接口中抽象方法的參數(shù)和返回值類型一致，就可以使用方法引用。

2.2 使用方式

方法引用主要有如下三種使用情況

     （1）. 類：：實(shí)例方法

     （2）. 類：：靜態(tài)方法

     （3）. 對(duì)象：：實(shí)例方法

其中后兩種情況等同于提供方法參數(shù)的lambda表達(dá)式，

如System.out::println 等同于(x)->System.out.println(x),

   Math::pow 等同于(x,y)->Math.pow(x,y).

第一種中，第一個(gè)參數(shù)會(huì)成為執(zhí)行方法的對(duì)象，String::compareToIgnoreCase)等同于(x,y)->x.compareToIgnoreCase(y)

此外，方法引用還可以使用this::methodName及super::methodName表示該對(duì)象或者其父類對(duì)象中的方法

class Father {
 public void greet() {
  System.out.println("Hello, i am function in father!");
 }
}
 
class Child extends Father {
 @Override
 public void greet() {
  Runnable runnable = super::greet;
  new Thread(runnable).start();
 }
}
public static void main(String[] args){
  new Child().greet();
 }

最后打印的結(jié)果為：Hello, i am function in father!

3.構(gòu)造器引用

構(gòu)造器引用同方法引用類似，同樣作用于函數(shù)式接口

構(gòu)造器引用的語(yǔ)法為 ClassName::new

啥也不說(shuō)，線上代碼

List<String> labels = Arrays.asList("aaa","bbb","ccc","ddd");
Stream<Button> buttonStream = labels.stream().map(Button::new);

如上代碼所示，map方法內(nèi)需要一個(gè)Function對(duì)象

<R> Stream<R> map(Function<&#63; super T, &#63; extends R> mapper);

調(diào)用Button的構(gòu)造器，接收一個(gè)String類型的參數(shù)，返回一個(gè)Button類型的對(duì)象

public class Button extends ButtonBase {
  /**
   * Creates a button with the specified text as its label.
   *
   * @param text A text string for its label.
   */
  public Button(String text) {
   super(text);
   initialize();
  }
 }

另外一個(gè)例子如下

Button[] buttons1 = buttonStream.toArray(Button[]::new);

toArray方法的申明如下

<A> A[] toArray(IntFunction<A[]> generator);

接收一個(gè)IntFunction類型的接口R apply(int value);該接口接收一個(gè)int型參數(shù)，返回指定類型

調(diào)用數(shù)組的初始化方法剛好適合。

有一個(gè)簡(jiǎn)單的構(gòu)造器引用的例子如下：

public class LambdaTest3 {
 
 @Test
 public void test1_(){
  List<Integer> list = this.asList(ArrayList::new ,1,2,3,4,5);
  list.forEach(System.out::println);
 }
 public <T> List<T> asList(MyCrator<List<T>> creator,T... a){
  List<T> list = creator.create();
  for (T t : a)
   list.add(t);
  return list;
 }
}
interface MyCrator<T extends List<&#63;>>{
 T create();
}

我們?cè)陧?xiàng)目中經(jīng)常使用asList來(lái)創(chuàng)建一個(gè)ArrayList，但是也只能是ArrayList，

public static <T> List<T> asList(T... a) {
 return new ArrayList<>(a);
}

我們?nèi)绾卧赼sList中指定創(chuàng)建哪種類型的List的實(shí)例呢，使用構(gòu)造器引用使得asList方法可以指定生成的List類型。

4.自由變量的作用范圍

啥都不說(shuō)，上代碼先：

public class LambdaTest4 {
 public void doWork1(){
  Runnable runnable = ()->{
   System.out.println(this.toString());
   System.out.println("lambda express run...");
  };
  new Thread(runnable).start();
 }
 
 public void doWork2(){
  Runnable runnable = new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    System.out.println(this.toString());
    System.out.println("anony function run...");
   }
  };
  new Thread(runnable).start();
 }
 public static void main(String[] args) {
  new LambdaTest4().doWork1();
  new LambdaTest4().doWork2();
 }
}

代碼中doWork1和doWork2分別使用lambda表達(dá)式和匿名內(nèi)部類的方式實(shí)現(xiàn)了Runnable接口，最后打印的結(jié)果如下

com.java8.lambda.LambdaTest4@74f84cf
lambda express run...
com.java8.lambda.LambdaTest4$1@4295c176
anony function run...

可見(jiàn)使用lambda表達(dá)式的方式，表達(dá)式中的this指的是包含lambda表達(dá)式的類，而使用匿名內(nèi)部類的方式，this指的是匿名內(nèi)部類本身。

4.1 自由變量和閉包

lambda達(dá)式中的變量有幾類，1.參數(shù)內(nèi)的變量，2.lambda表達(dá)式中的內(nèi)部變量，3.自由變量，自由變量指的是在lambda表達(dá)式之外定義的變量。

如何正確的在Java8中使用lambda表達(dá)式

包含自由變量的代碼則稱為閉包，如果理解了lambda表達(dá)式會(huì)在編譯階段被轉(zhuǎn)換為匿名內(nèi)部類，那么可以很容易理解自由變量在lambda表達(dá)式中的作用范圍，在lambda表達(dá)式中會(huì)捕獲所有的自由變量，并且將變量定義為final類型，所以不能改變lambda表達(dá)式中自由變量的值，如果改變，那么首先就無(wú)法編譯通過(guò)。

對(duì)于引用類型（如ArrayList），final指的是引用指向的類始終不變，進(jìn)行add操作是允許的，但是應(yīng)該保證變量的線程安全。

代碼如下所示：

public class Outer {
 public AnnoInner getAnnoInner(int x) {
  int y = 100;
  return new AnnoInner() {
   int z = 100;
   @Override
   public int add() {
    return x + y + z;
   }
  };
 }
 public AnnoInner AnnoInnergetAnnoInner1(List<Integer> list1) {
  List<Integer> list2 = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3));
  return ()->{
   list2.add(123);
   int count = 0;
   Iterator<Integer> it = list1.iterator();
   while (it.hasNext()){
    count+=it.next();
   }
   Iterator<Integer> it1 = list2.iterator();
   while (it1.hasNext()){
    count+=it1.next();
   }
   return count;
  };
 }
 @Test
 public void test(){
  AnnoInner res = new Outer().AnnoInnergetAnnoInner1(new ArrayList<>(Arrays.asList(1,2,3)));
  System.out.println(res.add());
 }
}
interface AnnoInner {
 int add();
}

最后返回135

5.接口的靜態(tài)方法和默認(rèn)方法

java8對(duì)于接口做出了種種改進(jìn)，使得我們可以在接口中實(shí)現(xiàn)默認(rèn)方法和靜態(tài)方法，見(jiàn)Comparator接口完整定義

@FunctionalInterface
public interface Comparator<T> {
 int compare(T o1, T o2);
 boolean equals(Object obj);
 default Comparator<T> reversed() {
  return Collections.reverseOrder(this);
 }
 default Comparator<T> thenComparing(Comparator<&#63; super T> other) {
  Objects.requireNonNull(other);
  return (Comparator<T> & Serializable) (c1, c2) -> {
   int res = compare(c1, c2);
   return (res != 0) &#63; res : other.compare(c1, c2);
  };
 }
 default <U> Comparator<T> thenComparing(
   Function<&#63; super T, &#63; extends U> keyExtractor,
   Comparator<&#63; super U> keyComparator)
 {
  return thenComparing(comparing(keyExtractor, keyComparator));
 }
 default <U extends Comparable<&#63; super U>> Comparator<T> thenComparing(
   Function<&#63; super T, &#63; extends U> keyExtractor)
 {
  return thenComparing(comparing(keyExtractor));
 }
 default Comparator<T> thenComparingInt(ToIntFunction<&#63; super T> keyExtractor) {
  return thenComparing(comparingInt(keyExtractor));
 }
 default Comparator<T> thenComparingLong(ToLongFunction<&#63; super T> keyExtractor) {
  return thenComparing(comparingLong(keyExtractor));
 }
 default Comparator<T> thenComparingDouble(ToDoubleFunction<&#63; super T> keyExtractor) {
  return thenComparing(comparingDouble(keyExtractor));
 }
 public static <T extends Comparable<&#63; super T>> Comparator<T> reverseOrder() {
  return Collections.reverseOrder();
 }
 @SuppressWarnings("unchecked")
 public static <T extends Comparable<&#63; super T>> Comparator<T> naturalOrder() {
  return (Comparator<T>) Comparators.NaturalOrderComparator.INSTANCE;
 }
 public static <T> Comparator<T> nullsFirst(Comparator<&#63; super T> comparator) {
  return new Comparators.NullComparator<>(true, comparator);
 }
 public static <T> Comparator<T> nullsLast(Comparator<&#63; super T> comparator) {
  return new Comparators.NullComparator<>(false, comparator);
 }
 public static <T, U> Comparator<T> comparing(
   Function<&#63; super T, &#63; extends U> keyExtractor,
   Comparator<&#63; super U> keyComparator)
 {
  Objects.requireNonNull(keyExtractor);
  Objects.requireNonNull(keyComparator);
  return (Comparator<T> & Serializable)
   (c1, c2) -> keyComparator.compare(keyExtractor.apply(c1),
            keyExtractor.apply(c2));
 }
 public static <T, U extends Comparable<&#63; super U>> Comparator<T> comparing(
   Function<&#63; super T, &#63; extends U> keyExtractor)
 {
  Objects.requireNonNull(keyExtractor);
  return (Comparator<T> & Serializable)
   (c1, c2) -> keyExtractor.apply(c1).compareTo(keyExtractor.apply(c2));
 }
 public static <T> Comparator<T> comparingInt(ToIntFunction<&#63; super T> keyExtractor) {
  Objects.requireNonNull(keyExtractor);
  return (Comparator<T> & Serializable)
   (c1, c2) -> Integer.compare(keyExtractor.applyAsInt(c1), keyExtractor.applyAsInt(c2));
 }
 public static <T> Comparator<T> comparingLong(ToLongFunction<&#63; super T> keyExtractor) {
  Objects.requireNonNull(keyExtractor);
  return (Comparator<T> & Serializable)
   (c1, c2) -> Long.compare(keyExtractor.applyAsLong(c1), keyExtractor.applyAsLong(c2));
 }
 public static<T> Comparator<T> comparingDouble(ToDoubleFunction<&#63; super T> keyExtractor) {
  Objects.requireNonNull(keyExtractor);
  return (Comparator<T> & Serializable)
   (c1, c2) -> Double.compare(keyExtractor.applyAsDouble(c1), keyExtractor.applyAsDouble(c2));
 }
}

在比較器接口中定義了若干用于比較和鍵提取的靜態(tài)方法和默認(rèn)方法，默認(rèn)方法的使用使得方法引用更加方便，例如使用java.util.Objects類中的靜態(tài)方法isNull和nonNull可以在Stream中很方便的進(jìn)行null的判定（之后會(huì)有對(duì)于stream的介紹）。但是在接口中引入默認(rèn)方法設(shè)計(jì)到一個(gè)問(wèn)題，即

（1）.接口中的默認(rèn)方法和父類中方法的沖突問(wèn)題

（2）.接口之間引用的沖突問(wèn)題

對(duì)于第一個(gè)沖突，java8規(guī)定類中的方法優(yōu)先級(jí)要高于接口中的默認(rèn)方法，所以接口中默認(rèn)方法復(fù)寫(xiě)Object類中的方法是沒(méi)有意義的，因?yàn)樗械慕涌诙寄J(rèn)繼承自O(shè)bject類使得默認(rèn)方法一定會(huì)被覆蓋。

對(duì)于第二個(gè)沖突，java8強(qiáng)制要求子類必須復(fù)寫(xiě)接口中沖突的方法。如下所示：

public class LambdaTest5 implements myInterface1, myInterface2 {
 @Override
 public void getName() {
  myInterface1.super.getName();
 }
 public static void main(String[] args) {
  new LambdaTest5().getName();
 }
}
interface myInterface1 {
 default void getName() {
  System.out.println("myInterface1 getName");
 }
 ;
}
interface myInterface2 {
 default void getName() {
  System.out.println("myInterface2 getName");
 }
}

強(qiáng)制使用myInterface1中的getName方法

關(guān)于如何正確的在Java8中使用lambda表達(dá)式問(wèn)題的解答就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，如果你還有很多疑惑沒(méi)有解開(kāi)，可以關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道了解更多相關(guān)知識(shí)。

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