Java基础篇 - Lambda表达式

简介: Java基础篇 - Lambda表达式

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前言

使用lamda表达式的前提就是,要有相应的函数式接口,对函数式接口不了解的朋友可以先学习函数式接口文章。

一、lamda表达式的使用前提

Lambda的语法非常简洁,完全没有面向对象复杂的束缚。但是使用时有几个问题需要特别注意:

  • 使用Lambda必须具有接口,且要求接口中有且仅有一个抽象方法。 无论是JDK内置的Runnable、Comparator接口还是自定义的接口,只有当接口中的抽象方法存在且唯一时,才可以使用Lambda。
  • 使用Lambda必须具有上下文推断。 也就是方法的参数或局部变量类型必须为Lambda对应的接口类型,才能使用Lambda作为该接口的实例。

二、Lambda的格式

2.1 标准格式

Lambda省去面向对象的条条框框,格式由3个部分组成:

  • 一些参数
  • 一个箭头
  • 一段代码

Lambda表达式的标准格式为:

* 格式:
    (参数类型 参数名称) -> { 代码语句 }
* 解释:
  小括号内的语法与传统方法参数列表一致:无参数则留空;多个参数则用逗号分隔。
  ->是新引入的语法格式,代表指向动作。
  大括号内的语法与传统方法体要求基本一致。

匿名内部类与lambda对比:

// 开启新线程并执行
new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("多线程任务执行!");
    }
}).start();

仔细分析该代码中,Runnable接口只有一个run方法的定义:

public abstract void run();

即制定了一种做事情的方案(其实就是一个方法):

* 无参数:不需要任何条件即可执行该方案。
* 无返回值:该方案不产生任何结果。
* 代码块(方法体):该方案的具体执行步骤。

同样的语义体现在Lambda语法中,要更加简单:

()->System.out.println("多线程任务执行!")
* 前面的一对小括号即run方法的参数(无),代表不需要任何条件
* 中间的一个箭头代表将前面的参数传递给后面的代码;
* 后面的输出语句即业务逻辑代码。

参数和返回值 下面举例演示java.util.Comparator接口的使用场景代码,其中的抽象方法定义为:

public abstract int compare(T o1, T o2);

当需要对一个对象数组进行排序时,Arrays.sort方法需要一个Comparator接口实例来指定排序的规则。假设有一个Person类,含有String name和int age两个成员变量:

public class Person {
    private String name;
    private int age;
    public Person() {
    }
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + ''' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
  1. 如果使用传统的代码对Person[]数组进行排序,写法如下:
public class PersonComparator {  
 public static void main(String[] args) {
     // 准备数组数据
     Person[] persons = {new Person("jack", 19), new Person("rose", 18), new Person("tom", 23)};
     // 匿名内部类设定比较规则
     Comparator<Person> comparator = new Comparator<Person>() {
         @Override
         public int compare(Person o1, Person o2) {
             return o1.getAge()-o2.getAge();
         }
     };
     // 数组工具类方法排序
     Arrays.sort(persons,comparator);
     // 遍历打印
     for (Person person : persons) {
         System.out.println(person);
     }
 }

这种做法在面向对象的思想中,似乎也是“理所当然”的。其中Comparator接口的实例(使用了匿名内部类)代表了“按照年龄从小到大”的排序规则。 代码分析 下面我们来搞清楚上述代码真正要做什么事情。

* 为了排序,Arrays.sort方法需要排序规则,即Comparator接口的实例,抽象方法compare是关键;
* 为了指定compare的方法体,不得不需要Comparator接口的实现类;
* 为了省去定义一个ComparatorImpl实现类的麻烦,不得不使用匿名内部类;
* 必须覆盖重写抽象compare方法,所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写一遍,且不能写错;
* 实际上,只有参数和方法体才是关键。
  1. Lambda写法
public class PersonComparatorLambda {  
 public static void main(String[] args) {
     // 准备数组数据
     Person[] persons = {new Person("jack", 19), new Person("rose", 18), new Person("tom", 23)};
     // 匿名内部类设定比较规则
     /*Comparator<Person> comparator = new Comparator<Person>() {
         @Override
         public int compare(Person o1, Person o2) {
             return o1.getAge()-o2.getAge();
         }
     };*/
     // 数组工具类方法排序 (lambda简化书写)
     Arrays.sort(persons,(Person p1,Person p2)->{
         return p1.getAge()-p2.getAge();
     });
     // 遍历打印
     for (Person person : persons) {
         System.out.println(person);
     }
 }

2.2 省略格式

在Lambda标准格式的基础上,使用省略写法的规则为:

1. 小括号内参数的类型可以省略;
2. 如果小括号内有且仅有一个参,则小括号可以省略;
3. 如果大括号内有且仅有一个语句,则无论是否有返回值,都可以省略大括号、return关键字及语句分号。【后面3个是一起省略!】

掌握这些省略规则后,请对应地回顾本章开头的多线程案例。 Lambda强调的是“做什么”而不是“怎么做”,所以凡是可以根据上下文推导得知的信息,都可以省略。例如上例还可以使用Lambda的省略写法:

* Runnable接口简化:
  1. () -> System.out.println("多线程任务执行!")
* Comparator接口简化:
  2. Arrays.sort(array, (a, b) -> a.getAge() - b.getAge());

2.3 Lambda的优化

当需要启动一个线程去完成任务时,通常会通过java.lang.Runnable接口来定义任务内容,并使用java.lang.Thread类来启动该线程

2.3.1传统写法

public class MyThread01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 开启新线程并执行
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("多线程任务执行!");
            }
        }).start();
    }
}

本着“一切皆对象”的思想,这种做法是无可厚非的:首先创建一个Runnable接口的匿名内部类对象来指定任务内容,再将其交给一个线程来启动。 代码分析:

* Thread类需要Runnable接口作为参数,其中的抽象run方法是用来指定线程任务内容的核心;
* 为了指定run的方法体,不得不需要Runnable接口的实现类;
* 为了省去定义一个RunnableImpl实现类的麻烦,不得不使用匿名内部类;
* 必须覆盖重写抽象run方法,所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写一遍,且不能写错;
* 而实际上,似乎只有方法体才是关键所在。

2.3.2 Lambda表达式写法

借助Java8的全新语法,上述Runnable接口的匿名内部类写法可以通过更简单的Lambda表达式达到等效:

public class MyThread02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 开启新线程并执行
        new Thread(()->System.out.println("多线程任务执行!")).start();
    }
}

这段代码和刚才的执行效果是完全一样的,可以在1.8或更高的编译级别下通过。从代码的语义中可以看出:我们启动了一个线程,而线程任务的内容以一种更加简洁的形式被指定。 不再有“不得不创建接口对象”的束缚,不再有“抽象方法覆盖重写”的负担,就是这么简单!

后记

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