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JDK 8 新增特性：Lambda 表达式

news 来源：原创 2024/9/20 8:41:11

一、

什么是 Lambda 表达式？

Lambda 表达式是 JDK 8 引入的一种新的语法特性，它允许我们将函数作为参数传递给方法，或者将代码视为数据。Lambda 表达式的基本形式是：

(parameters) -> expression//或者(parameters) -> { statements; }

为什么要用Lambda 表达式

简化代码：Lambda 表达式可以替代匿名内部类，使代码更加简洁。
函数式编程：Lambda 表达式支持函数式编程，使得 Java 可以更好地处理集合数据。
提高可读性：通过 Lambda 表达式，代码的可读性得到了显著提升。

示例：

假设我们有一个 Person 类，包含 name 和 age 两个属性。我们希望对一个 Person 列表进行排序，并打印出排序后的结果。

import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;class Person {String name;int age;Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return name + " (" + age + ")";}
}public class LambdaExample {public static void main(String[] args) {List<Person> people = Arrays.asList(new Person("Alice", 30),new Person("Bob", 25),new Person("Charlie", 35));// 使用 Lambda 表达式进行排序Collections.sort(people, (p1, p2) -> p1.name.compareTo(p2.name));// 打印排序后的结果people.forEach(System.out::println);}
}

在这个例子中，我们使用 Lambda 表达式

(p1, p2) -> p1.name.compareTo(p2.name) 作为 Comparator 传递给 Collections.sort 方法，实现了对 Person 列表按名字排序的功能。

二、

使用 Lambda 表达式的前提条件：

Lambda 表达式只能用于函数式接口（Functional Interface），即只有一个抽象方法的接口。常见的函数式接口包括 Runnable、Comparator、Predicate 等。

Lambda 表达式的书写规则：

参数列表：如果只有一个参数，可以省略括号 ()。如果没有参数，必须使用空括号 ()。
箭头：使用 -> 将参数列表与 Lambda 体分隔开。
Lambda 体：如果 Lambda 体只有一条语句，可以省略大括号 {} 和 return 关键字。如果有多条语句，必须使用大括号 {} 并明确使用 return 关键字。

Lambda 表达式省略书写的规则：

类型推断：编译器可以根据上下文推断参数类型，因此可以省略参数类型。
单个参数省略括号：如果只有一个参数，可以省略括号 ()。
单条语句省略大括号：如果 Lambda 体只有一条语句，可以省略大括号 {} 和 return 关键字。

示例代码：

有参数的 Lambda 表达式：

// 正常书写
Comparator<Person> comparator1 = (Person p1, Person p2) -> {return p1.name.compareTo(p2.name);
};// 省略书写
Comparator<Person> comparator2 = (p1, p2) -> p1.name.compareTo(p2.name);

无参数的 Lambda 表达式：

// 正常书写
Runnable runnable1 = () -> {System.out.println("Hello, Lambda!");
};// 省略书写
Runnable runnable2 = () -> System.out.println("Hello, Lambda!");

三、

Lambda 表达式底层实现原理（了解即可）

Lambda 表达式的底层实现依赖于 Java 的 invokedynamic 指令和 MethodHandle 机制。编译器会将 Lambda 表达式转换为一个私有的静态方法，并通过 invokedynamic 指令在运行时动态绑定该方法。

解释：

invokedynamic 指令：这是 Java 7 引入的一种新的字节码指令，用于支持动态语言的运行时绑定。Lambda 表达式利用这个指令在运行时动态绑定方法。
MethodHandle：这是一个类似于反射的机制，但它更加高效和灵活。Lambda 表达式在底层会使用 MethodHandle 来调用生成的静态方法。

Lambda 表达式在编译时会被转换为一个静态方法，并在运行时通过 invokedynamic 指令动态绑定这个方法，从而实现高效的函数式编程。

四、

Lambda 表达式与匿名内部类的区别

底层实现原理的区别：

匿名内部类：编译器会为每个匿名内部类生成一个新的类文件，并在运行时加载这些类文件。这会导致额外的类加载开销和内存占用。
Lambda 表达式：编译器会将 Lambda 表达式转换为一个私有的静态方法，并通过 invokedynamic 指令在运行时动态绑定该方法，避免了生成额外的类文件，从而提高了性能。

书写区别：

匿名内部类：需要显式地实现接口或继承类，代码较为冗长。
Lambda 表达式：代码简洁，省略了接口名称和方法名称。

使用条件的区别：

匿名内部类：可以用于任何接口或类，不限于函数式接口。
Lambda 表达式：只能用于函数式接口，即只有一个抽象方法的接口

示例1：

// 使用匿名内部类实现 Runnable 接口
Runnable runnable1 = new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("Hello, Anonymous Inner Class!");}
};
runnable1.run();// 使用 Lambda 表达式实现 Runnable 接口
Runnable runnable2 = () -> System.out.println("Hello, Lambda!");
runnable2.run();

示例2：

假设我们有一个 Calculator 接口，包含一个 int calculate(int a, int b) 方法。我们可以使用匿名内部类和 Lambda 表达式分别实现这个接口。

interface Calculator {int calculate(int a, int b);
}public class LambdaVsAnonymous {public static void main(String[] args) {// 使用匿名内部类实现 Calculator 接口Calculator calculator1 = new Calculator() {@Overridepublic int calculate(int a, int b) {return a + b;}};System.out.println("Anonymous Inner Class: " + calculator1.calculate(10, 20));// 使用 Lambda 表达式实现 Calculator 接口Calculator calculator2 = (a, b) -> a + b;System.out.println("Lambda Expression: " + calculator2.calculate(10, 20));}
}