Java8中的Lambda表达式 - 崔笑颜的博客
简介
Lambda表达式是一个可传递的代码块，可以在以后执行一次或多次；
下面贴个对比代码：
123456789101112131415 | // Java8之前：旧的写法Runnable runnable = new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("old run"); }};Thread t = new Thread(runnable);// Java8之后：新的写法Runnable runnable1 = ()->{ System.out.println("lambda run");};Thread t1 = new Thread(runnable1); |
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可以看到，有了lambda，代码变得简洁多了
你可以把lambda当作一个语法糖
下面让我们一起来探索lambda的美好世界吧
目录
下面列出本文的目录
- lambda的语法
- 为啥引入lambda
- 什么是函数式接口
- 什么是行为参数化
- 手写一个函数式接口
- 常用的函数式接口
- 什么是方法引用
- 什么是构造引用
- lambda的组合操作
正文
1. lambda的语法
下面分别说下语法中的三个组成部分
参数:
1 | ( Dog dog ) |
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- 参数类型可省略（当编译器可以自动推导时），比如
Comparator<String> comparatorTest = (a, b)->a.length()-b.length();,可以推导出a,b都为String - 当参数类型可省略，且只有一个参数时，括弧也可以省略（但是个人习惯保留）
符号： ->
主体：
1 | { System.out.println("javalover"); } |
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- 如果是一条语句，则需要加大括号和分号
{;}（比如上图所示） - 如果是一个表达式，则直接写，啥也不加（比如
a.length()- b.length()）
2. 为啥引入lambda
为了简化代码
因为Java是面向对象语言，所以在lambda出现之前，我们需要先构造一个对象，然后在对象的方法中实现具体的内容，再把构造的对象传递给某个对象或方法
但是有了lambda以后，我们可以直接将代码块传递给对象或方法
现在再回头看下开头的例子
可以看到，用了lambda表达式后，少了很多模板代码，只剩下一个代码块（最核心的部分）
3. 什么是函数式接口
就是只定义了一个抽象方法的接口
- 正例：有多个默认方法，但是如果只有一个抽象方法，那它就是函数式接口，示例代码如下
1234567891011 | @FunctionalInterfacepublic interface FunctionInterfaceDemo { void abstractFun(); default void fun1(){ System.out.println("fun1"); } default void fun2(){ System.out.println("fun2"); } } |
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这里的注解@FunctionalInterface可以省略，但是建议加上，就是为了告诉编译器，这是一个函数式接口，此时如果该接口有多个抽象方法，那么编译器就会报错
- 反例：比如A extends B，A和B各有一个抽象方法，那么A就不是函数式接口，示例代码如下
123456 | // 编译器会报错，Multiple non-overriding abstract methods found in XXX@FunctionalInterfacepublic interface NoFunctionInterfaceDemo extends FunctionInterfaceDemo{ void abstractFun2();} |
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上面的父接口FunctionInterfaceDemo中已经有了一个抽象方法，此时NoFunctionInterfaceDemo又定义了一个抽象方法，结果编译器就提示了：存在多个抽象方法
在Java8之前，其实我们已经接触过函数式接口
比如Runnable 和 Comparable
只是没有注解@FunctionalInterface。
那这个函数式接口要怎么用呢？
配合lambda食用，效果最佳（就是把lambda传递给函数式接口），示例代码如下：
12 | new Thread(() -> System.out.println("run")).start();复制代码 |
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其中用到的函数式接口是Runnable
4. 什么是行为参数化
就是把行为定义成参数，行为就是函数式接口
类似泛型中的类型参数化<T>，类型参数化是把类型定义成参数
行为参数化，通俗点来说：
- 就是用函数式接口做形参
- 然后传入接口的各种实现内容（即lambda表达式）作为实参
- 最后在lambda内实现各种行为（好像又回到多态的那一节了？这也是为啥多态是Java的三大特性的原因之一，应用太广泛了）
这样来看的话，行为参数化和设计模式中的策略模式有点像了（后面章节会分别讲常用的几种设计模式）
下面我们手写一个函数式接口来加深理解吧
5. 手写一个函数式接口
下面我们循序渐进，先从简单的需求开始
- 第一步：比如我们想要读取某个文件，那可以有如下方法：
12345678 | public static String processFile() throws IOException { // Java7新增的语法，try(){}，可自动关闭资源，减少了代码的臃肿 try( BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader("D:\\JavaProject\\JavaBasicDemo\\test.txt"))){ return bufferedReader.readLine(); }} |
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可以看到，核心的行为动作就是 return bufferedReader.readLine();，表示读取第一行的数据并返回
那如果我们想要读取两行呢？三行？
- 第二步：这时就需要用到上面的函数式接口了，下面就是我们自己编写的函数式接口
123456 | @FunctionalInterfaceinterface FileReadInterface{ // 这里接受一个BufferedReader对象，返回一个String对象 String process(BufferedReader reader) throws IOException;} |
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可以看到，只有一个抽象方法process() ，它就是用来处理第一步中的核心动作（读取文件内容）
至于想读取多少内容，那就需要我们在lambda表达式中定义了
- 第三步：接下来我们定义多个lambda表达式，用来传递给函数式接口，其中每个lambda表达式就代表了一种不同的行为，代码如下：
123456 | // 读取一行FileReadInterface fileReadInterface = reader -> reader.readLine();// 读取两行FileReadInterface fileReadInterface2 = reader -> reader.readLine() + reader.readLine(); |
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- 第四步：我们需要修改第一步的
processFile()，让其接受一个函数式接口，并调用其中的抽象方法，代码如下：
123456789 | // 参数为第二步我们自己手写的函数式接口public static String processFile(FileReadInterface fileReadInterface) throws IOException { try( BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader("./test.txt"))){ // 这里我们不再自己定义行为，而是交给函数式接口的抽象方法来处理，然后通过lambda表达式的传入来实现多个行为 return fileReadInterface.process(bufferedReader); } } |
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- 第五步：拼接后，完整代码如下：
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839 | public class FileReaderDemo { public static void main(String[] args) throws IOException { // 第三步： // lambda表达式1 传给 函数式接口：只读取一行 FileReadInterface fileReadInterface = reader -> reader.readLine(); // lambda表达式2 传给 函数式接口：只读取两行 FileReadInterface fileReadInterface2 = reader -> reader.readLine() + reader.readLine(); // 最后一步： 不同的函数式接口的实现，表现出不同的行为 String str1 = processFile(fileReadInterface); String str2 = processFile(fileReadInterface2); System.out.println(str1); System.out.println(str2); } // 第四步： 读取文件方法，接受函数式接口作为参数 public static String processFile(FileReadInterface fileReadInterface) throws IOException { try( BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader("./test.txt"))){ // 调用函数式接口中的抽象方法来处理数据 return fileReadInterface.process(bufferedReader); } } // 第一步： public static String processFile() throws IOException { try( BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader("./test.txt"))){ return bufferReader.readLine(); } }}// 第二步： 我们手写的函数式接口@FunctionalInterfaceinterface FileReadInterface{ String process(BufferedReader reader) throws IOException;} |
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其实你会发现，我们手写的这个函数式接口，其实就是Function<T>去除泛型化后的接口，如下所示：
123456 | @FunctionalInterfacepublic interface Function<T, R> { // 都是接受一个参数，返回另一个参数 R apply(T t);} |
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下面我们列出Java中常用的一些函数式接口，你会发现自带的已经够用了，基本不会需要我们自己去写
这里的手写只是为了自己实现一遍，可以加深理解程度
6. 常用的函数式接口
7. 什么是方法引用
我们先看一个例子
前面我们写的lambda表达式，其实还可以简化，比如
12345 | // 简化前Function<Cat, Integer> function = c->c.getAge();// 简化后Function<Cat, Integer> function2 = Cat::getAge; |
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其中简化后的Cat::getAge，我们就叫做方法引用
方法引用就是引用类或对象的方法；
下面我们列出方法引用的三种情况：
- Object::instanceMethod（对象的实例方法）
- Class::staticMethod（类的静态方法）
- Class::instanceMethod（类的实例方法）
像我们上面举的例子就是第三种：类的实例方法
下面我们用代码演示上面的三种方法：
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334 | public class ReferenceDemo { public static void main(String[] args) { // 第一种:引用对象的实例方法 Cat cat = new Cat(1); Function<Cat, Integer> methodRef1 = cat::getSum; // 第二种:引用类的静态方法 Supplier<Integer> methodRef2 = Cat::getAverageAge; // 第三种：引用类的实例方法 Function<Cat, Integer> methodRef3 = Cat::getAge; }}class Cat { int age; public Cat(int age) { this.age = age; } // 获取猫的平均年龄 public static int getAverageAge(){ return 15; } // 获取两只猫的年龄总和 public int getSum(Cat cat){ return cat.getAge() + this.getAge(); } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; }} |
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为啥要用这个方法引用呢？
方法引用好比lambda表达式的语法糖，语法更加简洁，清晰
一看就知道是调用哪个类或对象的哪个方法
8. 什么是构造引用
上面介绍了方法引用，就是直接引用某个方法
这里的构造引用同理可得，就是引用某个类的构造方法
构造引用的表达式为：Class::new，仅此一种
如果你有多个构造函数，那编译器会自己进行推断参数（你看看，多好，多简洁）
比如下面的代码：
12345 | // 这里调用 new Cat()Supplier<Cat> constructRef1 = Cat::new;// 这里调用 new Cat(Integer)Function<Integer, Cat> constructRef2 = Cat::new; |
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9. lambda表达式中引入外部变量的限制
要求引入lambda表达式中的变量，必须是最终变量，即该变量不会再被修改
比如下面的代码：
12345678 | public static void main(String[] args) { String str = "javalover.cc"; Runnable runnable = ()->{ str = "1";// 这里会报错，因为修改了str引用的指向 System.out.println(str); }} |
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可以看到，lambda表达式引用了外面的str引用，但是又在表达式内部做了修改，结果就报错了
为啥要有这个限制呢？
为了线程安全，因为lambda表达式有一个好处就是只在需要的时候才会执行，而不是调用后立马执行
这样就会存在多个线程同时执行的并发问题
所以Java就从根源上解决：不让变量被修改，都是只读的
那你可能好奇，我不把str的修改代码放到表达式内部可以吗？
也不行，道理是一样的，只要lambda有用到这个变量，那这个变量不管是在哪里被修改，都是不允许的
不然的话，我这边先执行了一次lambda表达式，结果你就改了变量值，那我第二次执行lambda，不就乱了吗
10. lambda的组合操作
最后是lambda的必杀技：组合操作
在这里叫组合或者复合都可以
概述：组合操作就是先用一个lambda表达式，然后再在后面组合另一个lambda表达式，然后再在后面组合另另一个lambda表达式，然后。。。有点像是链式操作
学过JS的都知道Promise，里面的链式操作就和这里的组合操作很像
用过Lombok的朋友，应该很熟悉@Builder注解，其实就是构造者模式
下面我们用代码演示下组合操作：
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950 | // 重点代码public class ComposeDemo { public static void main(String[] args) { List<Dog> list = Arrays.asList(new Dog(1,2), new Dog(1, 1)); // 1. 先按年龄排序（默认递增） // Dog::getAge, 上面介绍的方法引用 // comparingInt, 是Comparator的一个静态方法，返回Comparator<T> Comparator<Dog> comparableAge = Comparator.comparingInt(Dog::getAge); // 2. 如果有相同的年龄，则年龄相同的再按体重排序（如果年龄已经比较出大小，则下面的体重就不会再去比较） Comparator<Dog> comparableWeight = Comparator.comparingInt(Dog::getWeight);; // 3. 调用list对象的sort方法排序，参数是Comparator<? super Dog> list.sort(comparableAge.thenComparing(comparableWeight)); System.out.println(list); }}// 非重点代码class Dog{ private int age; private int weight; public Dog(int age, int weight) { this.age = age; this.weight = weight; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public int getWeight() { return weight; } public void setWeight(int weight) { this.weight = weight; } @Override public String toString() { return "Dog{" + "age=" + age + ", weight=" + weight + '}'; }} |
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输出：[Dog{age=1, weight=1}, Dog{age=1, weight=2}]
比较的流程如下所示：
总结
- lambda的语法: 参数+符合+表达式或语句，比如
(a,b)->{System.out.println("javalover.cc");} - 函数式接口：只有一个抽象方法，最好加@FunctionalInterface，这样编译器可及时发现错误，javadoc也说明这是一个函数式接口（可读性）
- 行为参数化：就是函数式接口作为参数，然后再将lambda表达式传给函数式接口，通过不同的lambda内容实现不同的行为
- 方法引用：lambda的语法糖，总共有三种:
- Object::instanceMethod（对象的实例方法）
- Class::staticMethod（类的静态方法）
- Class::instanceMethod（类的实例方法）
- 构造引用：就一种，编译器自己可判断是哪个构造函数，语法为
Class::new - 在lambda中引入外部变量，必须保证这个变量是最终变量，即不再被修改
- lambda的组合操作，就是链式操作，组合是通过函数式接口的静态方法来组合（静态方法会返回另一个函数式接口的对象）
比如list.sort(comparableAge.thenComparing(comparableWeight));
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