Java 8 Lambda表达式介绍

Lambda是什么？

Lambda是一个匿名函数，我们可以把Lambda理解为是一段可以传递的代码。可以写出简洁、灵活的代码。作为一种更紧凑的代码风格，使java的语言表达能力得到提升。

可以这么说lambda表达式其实就是实现SAM接口（函数式编程）的语法糖。lambda写的好可以极大的减少代码冗余，同时可读性也好过冗长的内部类，匿名类。

Lambda表达式语法

Lambda表达式在java语言中引入了一个新的语法元素和操作符。这个操作符为"->"，该操作符被称为Lambda操作符或箭头操作符，它讲Lambda分为两个部分
左侧：指定了Lambda表达式所需要的所有参数
右侧：指定了Lambda体，即Lambda表达式所要执行的功能。

语法格式一：无参，无返回值，Lambda体只需要一条语句。

Runnable r1 = () -> System.out.println("Hello Lambda!");

语法格式二：Lambda需要一个参数

Consumer<String> con = (x) -> System.out.println(x);

语法格式三：Lambda只需要一个参数时，参数的小括号可以省略

Consumer<String> con = x -> System.out.println(x);

语法格式四：Lambda需要两个参数，并且有返回值

Comparator<Integer> com = (x, y) -> {
　　System.out.println("函数式接口");

　　return Integer.compare(x, y);

};

语法格式五：当Lambda体只有一条语句时，return与大括号可以省略

Comparator<Integer> com = (x, y) -> Integer.compare(x, y);

语法格式六：数据类型可以省略，因为可由编译器推断得出，称为类型推断

BinaryOperator<Long> operator = (Long x, Long y) -> {
    System.out.println("实现函数接口方法");
    
    return x + y;

};

函数式接口

只包含一个抽象方法的接口，称为函数式接口。可以在任意函数式接口上使用@FunctionalInterface注解，这样做可以检查它是否是一个函数式接口，同时javadoc也会包含一条声明，说明这个接口是一个函数式接口。

自定义函数式接口

@FunctionalInterface

　　public interface MyNumber {

　　public double getValue();

}

函数式接口中使用泛型

@FunctionalInterface

    public interface MyFunc<T> {

    public T getValue(T t);

}

作为参数传递Lambda表达式

public String toUpperString(MyFunc<String> mf, String str) {

    return mf.getValue(str);

}

String str = toUpperString((x) -> x.toUpperCase(), "abcdef");

System.out.println(str);

作为参数传递Lambda表达式：为了将Lambda表达式作为参数传递，接收Lambda表达式的参数类型必须是与该Lambda表达式兼容的函数式接口类型。

java内置四大核心函数式接口

四大核心接口

①消费型接口

//Consumer<T> 消费型接口 :

@Test

public void test1(){

    happy(10000, (m) -> System.out.println(m));

}

public void happy(double money, Consumer<Double> con){

    con.accept(money);

}

②供给型接口

//Supplier<T> 供给型接口 :

@Test

public void test2(){

　　List<Integer> numList = getNumList(10, () -> (int)(Math.random() * 100));

　　for (Integer num : numList) {

　　　　System.out.println(num);

　　}

}
//需求：产生指定个数的整数，并放入集合中

public List<Integer> getNumList(int num, Supplier<Integer> sup){

　　List<Integer> list = new ArrayList<>();

　　for (int i = 0; i < num; i++) {

　　　　Integer n = sup.get();

　　　　list.add(n);

　　}

　　return list;

}

③函数型接口

//Function<T, R> 函数型接口：

@Test

public void test3(){

　　String newStr = strHandler("\t\t\t 好好学习天天向上 ", (str) -> str.trim());

　　System.out.println(newStr);

　　String subStr = strHandler("好好学习天天向上", (str) -> str.substring(2, 5));

　　System.out.println(subStr);

}

//需求：用于处理字符串

public String strHandler(String str, Function<String, String> fun){

　　return fun.apply(str);

}

④断言型接口

//需求：将满足条件的字符串，放入集合中

public List<String> filterStr(List<String> list, Predicate<String> pre){

　　List<String> strList = new ArrayList<>();

　　for (String str : list) {

　　　　if(pre.test(str)){

　　　　　　strList.add(str);

　　　　}

　　}

　　return strList;

}

//Predicate<T> 断言型接口：

@Test

public void test4(){

　　List<String> list = Arrays.asList("Hello", "atntjr", "Lambda", "www", "ok");

　　List<String> strList = filterStr(list, (s) -> s.length() > 3);

　　for (String str : strList) {

　　　　System.out.println(str);

　　}

}

其他接口

方法引用于构造器引用

方法引用

当要传递给Lambda体的操作，已经有实现的方法了，可以使用方法引用！(实现抽象方法的参数列表，必须与方法引用方法参数列表保持一致)
方法引用：使用操作符"::"将方法名和对象或者类的名字分隔开来。如下三种主要使用情况：
对象::实例方法
类::静态方法
类::实例方法
注意：
①方法引用所引用的方法的参数列表与返回值类型，需要与函数式接口中抽象方法的参数列表和返回值类型保持一致！
②若Lambda 的参数列表的第一个参数，是实例方法的调用者，第二个参数(或无参)是实例方法的参数时，格式： ClassName::MethodName。

构造器引用

构造器的参数列表，需要与函数式接口中参数列表保持一致！
类名::new

数组引用

类型[]::new

例子

①对象的引用::实例方法名

@Test

public void test2(){

　　Employee emp = new Employee(101, "张三", 18, 9999.99);

　　Supplier<String> sup = () -> emp.getName();
　　System.out.println(sup.get());

　　System.out.println("----------------------------------");

　　Supplier<String> sup2 = emp::getName;

　　System.out.println(sup2.get());

}

②类名::静态方法名

@Test

public void test4(){

    Comparator<Integer> com = (x, y) -> Integer.compare(x, y);

    System.out.println("-------------------------------------");

    Comparator<Integer> com2 = Integer::compare;

}

③类名::实例方法名

@Test

public void test5(){

　　BiPredicate<String, String> bp = (x, y) -> x.equals(y);

　　System.out.println(bp.test("abcde", "abcde"));

　　System.out.println("-----------------------------------------");

　　BiPredicate<String, String> bp2 = String::equals;

　　System.out.println(bp2.test("abc", "abc"));

　　System.out.println("-----------------------------------------");

　　Function<Employee, String> fun = (e) -> e.show();

　　System.out.println(fun.apply(new Employee()));

　　System.out.println("-----------------------------------------");

　　Function<Employee, String> fun2 = Employee::show;

　　System.out.println(fun2.apply(new Employee()));

}

④构造器引用

@Test

public void test7(){

　　Function<String, Employee> fun = Employee::new;

　　BiFunction<String, Integer, Employee> fun2 = Employee::new;

}

⑤数组引用

@Test

public void test8(){

　　Function<Integer, String[]> fun = (args) -> new String[args];

　　String[] strs = fun.apply(10);

　　System.out.println(strs.length);

　　System.out.println("--------------------------");

　　Function<Integer, Employee[]> fun2 = Employee[] :: new;

　　Employee[] emps = fun2.apply(20);

　　System.out.println(emps.length);

}

 lambda表达式可使用的变量

先举例：

//将为列表中的字符串添加前缀字符串
String waibu = "lambda :";
List<String> proStrs = Arrays.asList(new String[]{"Ni","Hao","Lambda"});
List<String>execStrs = proStrs.stream().map(chuandi -> {
Long zidingyi = System.currentTimeMillis();
return waibu + chuandi + " -----:" + zidingyi;
}).collect(Collectors.toList());
execStrs.forEach(System.out::println);

输出:

lambda :Ni -----:1474622341604
lambda :Hao -----:1474622341604
lambda :Lambda -----:1474622341604

 

变量waibu ：外部变量

变量chuandi ：传递变量

变量zidingyi ：内部自定义变量

 

lambda表达式可以访问给它传递的变量，访问自己内部定义的变量，同时也能访问它外部的变量。

不过lambda表达式访问外部变量有一个非常重要的限制：变量不可变（只是引用不可变，而不是真正的不可变）。

当在表达式内部修改waibu = waibu + " ";时，IDE就会提示你：

Local variable waibu defined in an enclosing scope must be final or effectively final

编译时会报错。因为变量waibu被lambda表达式引用，所以编译器会隐式的把其当成final来处理。

以前Java的匿名内部类在访问外部变量的时候，外部变量必须用final修饰。现在java8对这个限制做了优化，可以不用显示使用final修饰，但是编译器隐式当成final来处理。

 lambda表达式中的this概念

在lambda中，this不是指向lambda表达式产生的那个SAM对象，而是声明它的外部对象。

例如：

也就是说在这个例子里，this指的是WhatThis ，而不是execStrs

public class WhatThis {

     public void whatThis(){
           //转全小写
           List<String> proStrs = Arrays.asList(new String[]{"Ni","Hao","Lambda"});
           List<String> execStrs = proStrs.stream().map(str -> {
                 System.out.println(this.getClass().getName());
                 return str.toLowerCase();
           }).collect(Collectors.toList());
           execStrs.forEach(System.out::println);
     }

     public static void main(String[] args) {
           WhatThis wt = new WhatThis();
           wt.whatThis();
     }
}

输出：

com.wzg.test.WhatThis
com.wzg.test.WhatThis
com.wzg.test.WhatThis
ni
hao
lambda

方法引用和构造器引用

本人认为是进一步简化lambda表达式的声明的一种语法糖。

前面的例子中已有使用到： execStrs.forEach(System.out::println);

方法引用

objectName::instanceMethod

ClassName::staticMethod

ClassName::instanceMethod

前两种方式类似，等同于把lambda表达式的参数直接当成instanceMethod|staticMethod的参数来调用。比如System.out::println等同于x->System.out.println(x)；Math::max等同于(x, y)->Math.max(x,y)。

最后一种方式，等同于把lambda表达式的第一个参数当成instanceMethod的目标对象，其他剩余参数当成该方法的参数。比如String::toLowerCase等同于x->x.toLowerCase()。

可以这么理解，前两种是将传入对象当参数执行方法，后一种是调用传入对象的方法。

构造器引用

构造器引用语法如下：ClassName::new，把lambda表达式的参数当成ClassName构造器的参数 。例如BigDecimal::new等同于x->new BigDecimal(x)。