1. 前言

Java 8 早已经在2014 年 3月 18日发布,毫无疑问 Java 8 对 Java 来说绝对算得上是一次重大版本更新,它包含了十多项语言、库、工具、JVM 等方面的十多项新特性。比如提供了语言级的匿名函数,也就是被官方称为 Lambda 的表达式语法(外界也称为闭包,Lambda 的引入也让流式操作成为可能,减少了代码编写的复杂性),比如函数式接口,方法引用,重复注解。再比如 Optional 预防空指针,Stearm 流式操作,LocalDateTime 时间操作等。

在前面的文章里已经介绍了 Java 8 的部分新特性。

Jdk14 都要出了,Jdk8 的时间处理姿势还不了解一下?

Jdk14都要出了,还不能使用 Optional优雅的处理空指针?

这一次主要介绍一下 Lambda 的相关情况。

2. Lambda 介绍

Lambda 名字来源于希腊字母表中排序第十一位的字母 λ,大写为Λ,英语名称为 Lambda。在 Java 中 Lambda 表达式(lambda expression)是一个匿名函数,在编写 Java 中的 Lambda 的时候,你也会发现 Lambda 不仅没有函数名称,有时候甚至连入参和返回都可以省略,这也让代码变得更加紧凑。

3. 函数接口介绍

上面说了这次是介绍 Lambda 表达式,为什么要介绍函数接口呢?其实 Java 中的函数接口在使用时,可以隐式的转换成 Lambda 表达式,在 Java 8中已经有很多接口已经声明为函数接口,如 Runnable、Callable、Comparator 等。

函数接口的例子可以看下 Java 8 中的 Runnable 源码(去掉了注释)。

那么什么样子的接口才是函数接口呢?有一个很简单的定义,也就是只有一个 抽象函数 的接口,函数接口使用注解 @FunctionalInterface 进行声明(注解声明不是必须的,如果没有注解,也是只有一个抽象函数,依旧会被认为是函数接口)。多一个或者少一个抽象函数都不能定义为函数接口,如果使用了函数接口注解又不止一个抽象函数,那么编译器会拒绝编译。函数接口在使用时候可以隐式的转换成 Lambda 表达式。

Java 8 中很多有很多不同功能的函数接口定义,都放在了 Java 8 新增的 java.util.function包内。下面是一些关于 Java 8 中函数接口功能的描述。

3. Lambda 语法

Lambda 的语法主要是下面几种。

(params) -> expression

(params) -> {statements;}

Lambda 的语法特性。

使用 ->分割 Lambda 参数和处理语句。

类型可选,可以不指定参数类型,编译器可以自动判断。

圆括号可选,如果只有一个参数,可以不需要圆括号,多个参数必须要圆括号。

花括号可选,一个语句可以不用花括号,多个参数则花括号必须。

返回值可选,如果只有一个表达式,可以自动返回,不需要 return 语句;花括号中需要 return 语法。

Lambda 中引用的外部变量必须为 final 类型,内部声明的变量不可修改,内部声明的变量名称不能与外部变量名相同。

举几个具体的例子, params 在只有一个参数或者没有参数的时候,可以直接省略不写,像这样。

// 1.不需要参数,没有返回值,输出 hello

()-> System .out.pritnln(“hello”);

// 2.不需要参数,返回 hello

()->”hello”;

// 3. 接受2个参数(数字),返回两数之和

(x, y) -> x + y

// 4. 接受2个数字参数,返回两数之和

(int x, int y) -> x + y

// 5. 两个数字参数,如果都大于10,返回和,如果都小于10,返回差

(int x,int y) ->{

if( x > 10 && y > 10){

return x + y;

}

if( x < 10 && y < 10){

return Math.abs(x-y);

}

};

通过上面的几种情况,已经可以大致了解 Lambda 的语法结构了。

4. Lambda 使用

4.1 对于函数接口

从上面的介绍中已经知道了 Runnable 接口已经是函数接口了,它可以隐式的转换为 Lambda 表达式进行使用,通过下面的创建 线程 并运行的例子看下 Java 8 中 Lambda 表达式的具体使用方式。

/**

* Lambda 的使用,使用 Runnable 例子

* @throws InterruptedException

*/

@Test

public void createLambda() throws InterruptedException {

// 使用 Lambda 之前

Runnable runnable = new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println(“JDK8 之前的线程创建”);

}

};

new Thread(runnable).start();

// 使用 Lambda 之后

Runnable runnable1Jdk8 = () -> System.out.println(“JDK8 之后的线程创建”);

new Thread(runnable1Jdk8).start();

// 更加紧凑的方式

new Thread(() -> System.out.println(“JDK8 之后的线程创建”)).start();

}

可以发现 Java 8 中的 Lambda 碰到了函数接口 Runnable,自动推断了要运行的 run 方法,不仅省去了 run 方法的编写,也代码变得更加紧凑。

运行得到结果如下。

JDK8 之前的线程创建

JDK8 之后的线程创建

JDK8 之后的线程创建

上面的 Runnable 函数接口里的 run 方法是没有参数的情况,如果是有参数的,那么怎么使用呢?我们编写一个函数接口,写一个 say 方法接受两个参数。

/**

* 定义函数接口

*/

@FunctionalInterface

public interface FunctionInterfaceDemo {

void say(String name, int age);

}

编写一个测试类。

/**

* 函数接口,Lambda 测试

*/

@Test

public void functionLambdaTest() {

FunctionInterfaceDemo demo = (name, age) -> System.out.println(“我叫” + name + “,我今年” + age + “岁了”);

demo.say(“金庸”, 99);

}

输出结果。

我叫金庸,我今年99岁了。

4.2 对于方法引用

方法引用这个概念前面还没有介绍过,方法引用可以让我们直接访问类的实例或者方法,在 Lambda 只是执行一个方法的时候,就可以不用 Lambda 的编写方式,而用方法引用的方式:实例/类::方法。这样不仅代码更加的紧凑,而且可以增加代码的可读性。

通过一个例子查看方法引用。

@Getter

@Setter

@ToString

@AllArgsConstructor

static class User {

private String name;

private Integer age;

}

public static List<User> userList = new ArrayList<User>();

static {

userList.add(new User(“A”, 26));

userList.add(new User(“B”, 18));

userList.add(new User(“C”, 23));

userList.add(new User(“D”, 19));

}

/**

* 测试方法引用

*/

@Test

public void methodRef() {

User[] userArr = new User[userList.size()];

userList.toArray(userArr);

// User::getAge 调用 getAge 方法

Arrays.sort(userArr, Comparator.comparing(User::getAge));

for (User user : userArr) {

System.out.println(user);

}

}

得到输出结果。

Jdk8Lambda.User(name=B, age=18)

Jdk8Lambda.User(name=D, age=19)

Jdk8Lambda.User(name=C, age=23)

Jdk8Lambda.User(name=A, age=26)

4.3 对于遍历方式

Lambda 带来了新的遍历方式,Java 8 为集合增加了 forEach 方法,它可以接受函数接口进行操作。下面看一下 Lambda 的集合遍历方式。

/**

* 新的遍历方式

*/

@Test

public void foreachTest() {

List<String> skills = Arrays.asList(“java”, “golang”, ” c++ “, “c”, ” python “);

// 使用 Lambda 之前

for (String skill : skills) {

System.out.print(skill+”,”);

}

System.out.println();

// 使用 Lambda 之后

// 方式1,forEach+lambda

skills.forEach((skill) -> System.out.print(skill+”,”));

System.out.println();

// 方式2,forEach+方法引用

skills.forEach(System.out::print);

}

运行得到输出。

java,golang,c++,c,python,

java,golang,c++,c,python,

javagolangc++cpython

4.4 对于流式操作

得益于 Lambda 的引入,让 Java 8 中的流式操作成为可能,Java 8 提供了 stream 类用于获取数据流,它专注对数据集合进行各种高效便利操作,提高了编程效率,且同时支持串行和并行的两种模式汇聚计算。能充分的利用多核优势。

流式操作如此强大, Lambda 在流式操作中怎么使用呢?下面来感受流操作带来的方便与高效。

流式操作一切从这里开始。

// 为集合创建串行流

stream()

// 为集合创建并行流

parallelStream()

流式操作的去重 distinct 和过滤 filter。

@Test

public void streamTest() {

List<String> skills = Arrays.asList(“java”, “golang”, “c++”, “c”, “python”, “java”);

// Jdk8 之前

for (String skill : skills) {

System.out.print(skill + “,”);

}

System.out.println();

// Jdk8 之后-去重遍历

skills.stream().distinct().forEach(skill -> System.out.print(skill + “,”));

System.out.println();

// Jdk8 之后-去重遍历

skills.stream().distinct().forEach(System.out::print);

System.out.println();

// Jdk8 之后-去重,过滤掉 ptyhon 再遍历

skills.stream().distinct().filter(skill -> skill != “python”).forEach(skill -> System.out.print(skill + “,”));

System.out.println();

// Jdk8 之后转字符串

String skillString = String.join(“,”, skills);

System.out.println(skillString);

}

运行得到结果。

java,golang,c++,c,python,java,

java,golang,c++,c,python,

javagolangc++cpython

java,golang,c++,c,

java,golang,c++,c,python,java

流式操作的数据转换(也称映射)map。

/**

* 数据转换

*/

@Test

public void mapTest() {

List<Integer> numList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

// 数据转换

numList.stream().map(num -> num * num).forEach(num -> System.out.print(num + “,”));

System.out.println();

// 数据收集

Set<Integer> numSet = numList.stream().map(num -> num * num).collect(Collectors.toSet());

numSet.forEach(num -> System.out.print(num + “,”));

}

运行得到结果。

1,4,9,16,25,

16,1,4,9,25,

流式操作的数学计算。

/**

* 数学计算测试

*/

@Test

public void mapMathTest() {

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

IntSummaryStatistics stats = list.stream().mapToInt(x -> x).summaryStatistics();

System.out.println(“最小值:” + stats.getMin());

System.out.println(“最大值:” + stats.getMax());

System.out.println(“个数:” + stats.getCount());

System.out.println(“和:” + stats.getSum());

System.out.println(“平均数:” + stats.getAverage());

// 求和的另一种方式

Integer integer = list.stream().reduce((sum, cost) -> sum + cost).get();

System.out.println(integer);

}

运行得到结果。

得到输出

最小值:1

最大值:5

个数:5

和:15

平均数:3.0

15

5. Lambda 总结

Lamdba 结合函数接口,方法引用,类型推导以及流式操作,可以让代码变得更加简洁紧凑,也可以借此开发出更加强大且支持并行计算的程序,函数编程也为 Java 带来了新的程序设计方式。但是缺点也很明显,在实际的使用过程中可能会发现调式困难,测试表示 Lamdba 的遍历性能并不如 for 的性能高,同事可能没有学习导致看不懂 Lamdba 等(可以推荐来看这篇文章)。

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