你的位置:首页 > Java教程

[Java教程]Java SE 8 for the Really Impatient读书笔记——Java 8 Lambda表达式


1. lambda表达式的语法

语法十分简单:参数->主体

 

1.1 参数

可以是零个参数,一个参数,也可以是多个参数,参数可以指定类型,在编译器可以推导出参数类型的情况下,也可以省略参数类型。

 

两个参数的例子:

(String first, String second)-> Integer.compare(first.length(), second.length())

 

0个参数的例子:

() -> { for (int i = 0; i < 1000; i++) doWork(); }

 

从jdk7开始,泛型可以简化写成如下形式:

Map<String, String> myMap = new HashMap<>(); 

编译器会根据变量声明时的泛型类型自动推断出实例化HashMap时的泛型类型。

同样的,如果编译器可以推导出Lambda表达式中参数的类型,则也可以省略,例如:

Comparator<String> comp = (first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length());

编译器可以推断出first和second的类型为String,此时,参数类型可省略。

 

在只有一个参数,且可推断出其类型的情况下,可以再将括号省略: 

EventHandler<ActionEvent> listener = event ->System.out.println("Thanks for clicking!");

  

同方法参数一样,表达式参数也可以添加annotations或者final修饰:

(final String name) -> ...(@NonNull String name) -> 

 

 1.2 主体

主体一定要有返回值。

 

如果主体只有一句,则可以省略大括号:

Comparator<String> comp = (first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length());

 

多于一句的情况,需要用{}括上:

(String first, String second) -> {  if (first.length() < second.length()) return -1;  else if (first.length() > second.length()) return 1;  else return 0;}

 

主体必须有返回值,只在某些分支上有返回值也是不合法的,例如:

(int x) -> { if (x >= 0) return 1; }

 这个例子是不合法的。

 

2. 函数式接口 

只包含一个抽象方法的接口叫做函数式接口。

函数式接口可使用注解@FunctionalInterface标注(不强制,但是如果标注了,编译器就会检查它是否只包含一个抽象方法)

可以通过lambda表达式创建函数式接口的对象,这是lambda表达式在java中做的最重要的事情

在jdk8以前,其实已经存在着一些接口,符合上述函数式接口的定义。

 

2.1 JDK 8之前已有的函数式接口

java.lang.Runnable java.util.concurrent.Callable java.security.PrivilegedAction java.util.Comparator java.io.FileFilter java.nio.file.PathMatcher java.lang.reflect.InvocationHandler java.beans.PropertyChangeListener java.awt.event.ActionListener javax.swing.event.ChangeListener


 

在jdk8以前,这些接口的使用方式与其他接口并无不同。

 

通过两个例子来说明lambda表达式如何创建函数式接口实例

1.创建Runnable函数式接口实例,以启动线程——jdk8以前:

import java.util.*;public class OldStyle {  public static void main(String[] args) {    // 启动一个线程    Worker w = new Worker();    new Thread(w).start();    // 启动一个线程    new Thread(new Runnable() {      @Override      public void run() {        System.out.println(Thread.currentThread().getName());      }    }).start();  }}class Worker implements Runnable {  public void run() {    System.out.println(Thread.currentThread().getName());  }}

 运行结果:

Thread-0
Thread-1

 

从代码角度来看,不管是通过内部类还是通过匿名内部类,启动线程需要编写的代码都较为繁琐,其中,由程序员自定义的仅仅是run方法中的这一句话:

System.out.println(Thread.currentThread().getName());

 

lambda表达式风格的启动线程:

// 启动一个线程
Runnable runner = () -> System.out.println(Thread.currentThread().getName());
runner.run();

第一行实际上创建了一个函数式接口Runnable的实例runner,可以看出,lambda表达式的实体,恰好是run方法的方法体部分。


2.创建Comparator函数式接口实例,实现根据String的长度来排序一个String数组——jdk8以前:
import java.util.*;public class OldStyle {  public static void main(String[] args) {    // 排序一个数组    class LengthComparator implements Comparator<String> {      public int compare(String first, String second) {        return Integer.compare(first.length(), second.length());      }    }    String[] strings = "Mary had a little lamb".split(" ");    Arrays.sort(strings, new LengthComparator());    System.out.println(Arrays.toString(strings));  }}

 

lambda表达式:

import java.util.*;public class LambdaStyle {  public static void main(String[] args) {      // 排序一个数组    String[] strings = "Mary had a little lamb".split(" ");    Arrays.sort(strings, (first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length()));    System.out.println(Arrays.toString(strings));  }}

 

可以看出,函数式接口通过lambda表达式创建实例,是如此的精简 

 

java.util.function中定义了几组类型的函数式接口以及针对基本数据类型的子接口。

Predicate -- 传入一个参数,返回一个bool结果, 方法为boolean test(T t)Consumer -- 传入一个参数,无返回值,纯消费。 方法为void accept(T t)Function<t,r> -- 传入一个参数,返回一个结果,方法为R apply(T t)Supplier -- 无参数传入,返回一个结果,方法为T get()UnaryOperator -- 一元操作符, 继承Function<t,t>,传入参数的类型和返回类型相同。BinaryOperator -- 二元操作符, 传入的两个参数的类型和返回类型相同, 继承BiFunction

 

3. 方法引用

方法引用增强了lambda表达式的可读性 

方法引用例1:同样是排序一个数组的例子,这次是不区分大小写的排序一个数组:

import java.util.*;public class LambdaStyle {  public static void main(String[] args) {    // 排序一个数组    String[] strings = "Mary had a little lamb".split(" ");       Arrays.sort(strings, (s1, s2) -> {      int n1 = s1.length();      int n2 = s2.length();      int min = Math.min(n1, n2);      for (int i = 0; i < min; i++) {        char c1 = s1.charAt(i);        char c2 = s2.charAt(i);        if (c1 != c2) {          c1 = Character.toUpperCase(c1);          c2 = Character.toUpperCase(c2);          if (c1 != c2) {            c1 = Character.toLowerCase(c1);            c2 = Character.toLowerCase(c2);            if (c1 != c2) {              // No overflow because of numeric promotion              return c1 - c2;            }          }        }      }      return n1 - n2;    });    System.out.println(Arrays.toString(strings));  }}

 

上述例子,由于lambda表达式的主体代码较长,导致代码可读性下降,通过方法引用可以解决这个问题

方法引用例2:

import java.util.*;public class LambdaStyle {  public static void main(String[] args) {    // 排序一个数组    String[] strings = "Mary had a little lamb".split(" ");    Arrays.sort(strings, LambdaStyle::myCompareToIgnoreCase);    System.out.println(Arrays.toString(strings));  }  public static int myCompareToIgnoreCase(String s1, String s2){    int n1 = s1.length();    int n2 = s2.length();    int min = Math.min(n1, n2);    for (int i = 0; i < min; i++) {      char c1 = s1.charAt(i);      char c2 = s2.charAt(i);      if (c1 != c2) {        c1 = Character.toUpperCase(c1);        c2 = Character.toUpperCase(c2);        if (c1 != c2) {          c1 = Character.toLowerCase(c1);          c2 = Character.toLowerCase(c2);          if (c1 != c2) {            // No overflow because of numeric promotion            return c1 - c2;          }        }      }    }    return n1 - n2;  }}

将主体代码抽出来写到一个方法中,然后引用这个方法。

 

方法表达式的三种主要使用情况:

  1. 类::静态方法
  2. 对象::实例方法
  3. 类::实例方法

前两种很好理解,例2是第一种情况,第二种情况如下例所示

方法引用例3:

import java.util.*;public class LambdaStyle {  public static void main(String[] args) {    // 排序一个数组    String[] strings = "Mary had a little lamb".split(" ");    LambdaStyle lambdaStyle = new LambdaStyle();    Arrays.sort(strings, lambdaStyle::myCompareToIgnoreCase);    System.out.println(Arrays.toString(strings));  }  public int myCompareToIgnoreCase(String s1, String s2){    int n1 = s1.length();    int n2 = s2.length();    int min = Math.min(n1, n2);    for (int i = 0; i < min; i++) {      char c1 = s1.charAt(i);      char c2 = s2.charAt(i);      if (c1 != c2) {        c1 = Character.toUpperCase(c1);        c2 = Character.toUpperCase(c2);        if (c1 != c2) {          c1 = Character.toLowerCase(c1);          c2 = Character.toLowerCase(c2);          if (c1 != c2) {            // No overflow because of numeric promotion            return c1 - c2;          }        }      }    }    return n1 - n2;  }}

 

在第三种情况中,第一个参数会成为执行方法的对象。

String类中实际上已经提供了不区分大小写比较字符串的方法:

public int compareToIgnoreCase(String str)

 

用法:

String s = "jdfjsjfjskd";String ss = "dskfksdkf";int i = s.compareToIgnoreCase(ss);
System.out.println(i);

 

通过这个方法来实现不区分大小写的排序一个数组就是第三种情况

方法引用例4:

import java.util.*;public class LambdaStyle {  public static void main(String[] args) {    // 排序一个数组    String[] strings = "Mary had a little lamb".split(" ");    Arrays.sort(strings, String::compareToIgnoreCase);    System.out.println(Arrays.toString(strings));  }}

 

对于函数式接口Comparator来说,它的抽象方法为:

int compare(T o1, T o2);

这个方法有两个参数,前面出现在lambda表达式参数中的s1,s2,实际上就是这两个参数。

而本文所举的关于方法引用的前两个例子,所引用的方法都有两个参数。

而对于第三个关于方法引用的例子,String的compareToIgnoreCase方法只有一个参数。这时,第一个参数会成为执行方法的对象,(s1.compareToIgnoreCase(s2))

 

另外,也可以通过如下形式方法引用:

this::实例方法

super::实例方法

方法引用例5:

public class SuperTest {  public static void main(String[] args) {    class Greeter {      public void greet() {        System.out.println("Hello, world!");      }    }    class ConcurrentGreeter extends Greeter {      public void greet() {        Thread t = new Thread(super::greet);        t.start();      }    }    new ConcurrentGreeter().greet();  }}

 

4. 构造器引用

和方法引用相似,只不过通过如下方式引用:

类::new

 

例1

Stream<Button> stream = labels.stream().map(Button::new);Button[] buttons4 = stream.toArray(Button[]::new);

 

5.变量作用域

lambda表达式引用值,而不是变量。

lambda 表达式中引用的局部变量必须是:显示声明为final的,或者虽然没有被声明为final,但实际上也算是有效的final的。

 

在Java中与其相似的是匿名内部类关于局部变量的引用。

例1:匿名内部类引用局部变量——jdk8以前

public class Outter {  public static void main(String[] args) {    final String s1 = "Hello ";    new Inner() {      @Override      public void printName(String name) {        System.out.println(s1 + name);      }    }.printName("Lucy");  }}interface Inner{  public void printName(String name);};

如例1所示,在jdk8以前,匿名内部类引用外部类定义的局部变量,则该变量必须是final的。

 

jdk8将这个条件放宽,匿名内部类也可以访问外部类有效的final局部变量——即这个变量虽然没有显示声明为final,但定义后也没有再发生变化。

例2:匿名内部类引用局部变量——jdk8

public class Outter {  public static void main(String[] args) {    String s1 = "Hello ";    new Inner() {      @Override      public void printName(String name) {        System.out.println(s1 + name);      }    }.printName("Lucy");  }}interface Inner{  public void printName(String name);};

匿名内部类引用的外部类变量s1可以不显示定义为final。但是s1必须在初始化后不再改变。

 

lambda表达式对于引用局部变量的规则同jdk8中的匿名内部类一样:显示声明为final的,或者虽然没有被声明为final,但实际上也算是有效的final的

import java.io.*;import java.nio.charset.*;import java.nio.file.*;import java.util.*;import java.util.stream.*;public class VariableScope {  public static void main(String[] args) {    repeatMessage("Hello", 100);  }    public static void repeatMessage(String text, int count) {    Runnable r = () -> {      for (int i = 0; i < count; i++) {        System.out.println(text);        Thread.yield();      }    };    new Thread(r).start();  }  public static void repeatMessage2(String text, int count) {    Runnable r = () -> {      while (count > 0) {        // count--; // Error: Can't mutate captured variable        System.out.println(text);        Thread.yield();      }    };    new Thread(r).start();  }  public static void countMatches(Path dir, String word) throws IOException {    Path[] files = getDescendants(dir);    int matches = 0;    for (Path p : files)      new Thread(() -> {        if (contains(p, word)) {          // matches++;          // ERROR: Illegal to mutate matches        }      }).start();  }  private static int matches;  public static void countMatches2(Path dir, String word) {    Path[] files = getDescendants(dir);    for (Path p : files)      new Thread(() -> {        if (contains(p, word)) {          matches++;          // CAUTION: Legal to mutate matches, but not threadsafe        }      }).start();  }  // Warning: Bad code ahead  public static List<Path> collectMatches(Path dir, String word) {    Path[] files = getDescendants(dir);    List<Path> matches = new ArrayList<>();    for (Path p : files)      new Thread(() -> {        if (contains(p, word)) {          matches.add(p);          // CAUTION: Legal to mutate matches, but not threadsafe        }      }).start();    return matches;  }  public static Path[] getDescendants(Path dir) {    try {      try (Stream<Path> entries = Files.walk(dir)) {        return entries.toArray(Path[]::new);      }    } catch (IOException ex) {      return new Path[0];    }  }  public static boolean contains(Path p, String word) {    try {      return new String(Files.readAllBytes(p),          StandardCharsets.UTF_8).contains(word);    } catch (IOException ex) {      return false;    }  }}