Java新特性：Lambda表达式

Java新特性：Lambda表达式

Lambda 表达式（Lambda expression），也可称为闭包（Closure），是 Java（SE）8 中一个重要的新特性。Lambda 表达式允许我们通过表达式来代替功能接口。Lambda 表达式就和方法一样，它提供了一个正常的参数列表和一个使用这些参数的主体（body，可以是一个表达式或一个代码块）

Lambda 表达式可以看作是一个匿名函数，基于数学中的 λ 演算得名。

1、Lambda表达式概述

1.1、Lambda表达式的简介

Lambda 表达式（Lambda expression），也可称为闭包（Closure），是 Java（SE）8 中一个重要的新特性。

Lambda 表达式允许我们通过表达式来代替功能接口。Lambda 表达式就和方法一样，它提供了一个正常的参数列表和一个使用这些参数的主体（body，可以是一个表达式或一个代码块）

Lambda 表达式可以看作是一个匿名函数，基于数学中的 λ 演算得名。

1.2、Lambda表达式的语法

Lambda 表达式的基本语法:

(parameters) -> expression 或 (parameters) -> { statements; }

Lambda 表达式的三个组成部分：

1. 参数列表（parameters）：类似方法中的形参列表，这里的参数是函数式接口里的参数。这里的参数类型可以明确的声明，也可不声明而由 JVM 隐含的推断。另外当只有一个推断类型时可以省略掉圆括号；
2. 箭头（->）：连接参数列表和 Lambda 主体,可理解为"被用于"的意思；
3. Lambda 主体（expression 或 { statements; }）：可以是表达式也可以代码块，是函数式接口里方法的实现。代码块可返回一个值或者什么都不反回，这里的代码块块等同于方法的方法体。如果是表达式，也可以返回一个值或者什么都不反回。

Lambda 表达式样例：

        // 1. 不需要参数,返回值为 2        () -> 2// 2. 接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值        x -> 2*x// 3. 接受2个参数(数字),并返回他们的和        (x, y) -> x+y// 4. 接收2个int型整数,返回他们的乘积        (int x, int y) -> x*y// 5. 接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)        (String s) -> System.out.print(s)

1.3、Lambda表达式的要求

虽然说，Lambda 表达式可以在⼀定程度上简化接口的实现。但是，并不是所有的接口都可以使用 Lambda 表达式来简洁实现的。

Lambda 表达式毕竟只是⼀个匿名方法。当实现的接口中的方法过多或者多少的时候，Lambda 表达式都是不适用的。

Lambda 表达式，只能实现函数式接口。

2、函数式接口

2.1、什么是函数式接口

如果说，⼀个接口中，要求实现类必须实现的抽象方法，有且只有⼀个！这样的接口，就是函数式接口。

代码如下（示例）：

// 有且只有一个实现类必须要实现的抽象方法，所以是函数式接口interface Demo{    public void action();}

或者（示例）：

// 有且只有一个实现类必须要实现的抽象方法，所以是函数式接口interface Demo{    public void action();    public default void action2() {        System.out.println("JDK1.8新特性，default默认方法可以有具体的实现");    }}

2.2、函数式接口注解（@FunctionalInterface）

在接口之前，我们可以使用 @FunctionalInterface 注解来判断这个接口是否是⼀个函数式接口。，用如果是函数式接口，没有任何问题。如果不是函数式接口，则会报错。功能类似于 @Override。
代码如下（示例）：

@FunctionalInterfaceinterface Demo{    public void action();}

3、Lambda表达式的使用

3.1、Lambda表达式的基本使用

例1（无参数无返回值）:

@FunctionalInterfaceinterface NoParameterNoReturn {    // 注意：只能有一个抽象方法    void action();}public class TestDemo {    public static void main(String[] args) {        NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = () -> {            System.out.println("无参数无返回值");        };        // action方法的主体内容在上述括号内        noParameterNoReturn.action();      }}

例2（一参数无返回值）：

@FunctionalInterfaceinterface OneParameterNoReturn {  // 注意：只能有一个抽象方法    void action(int a);}public class TestDemo {    public static void main(String[] args) {        OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = (int a) -> {            System.out.println("一参数无返回值:" + "参数1：" + a);        };        // action方法的主体内容在上述括号内        oneParameterNoReturn.action(10);     }}

例3（多参数无返回值）：

@FunctionalInterfaceinterface MoreParameterNoReturn {  // 注意：只能有一个抽象方法    void action(int a, int b);}public class TestDemo {    public static void main(String[] args) {MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (int a, int b) -> {            System.out.println("多参数无返回值：" + "参数1：" + a  + "参数2：" + b);        };        moreParameterNoReturn.action(20, 30);     }}

例4（无参数有返回值）：

@FunctionalInterfaceinterface NoParameterReturn {    int action();}public class TestDemo {    public static void main(String[] args) {        NoParameterReturn noParameterReturn = () -> {            System.out.println("无参数有返回值");            return 40;        };        //接收函数的返回值        int ret = noParameterReturn.action();        System.out.println(ret);     }}

例5（一参数有返回值）：

//有返回值一个参数@FunctionalInterfaceinterface OneParameterReturn {    int action(int a);}public class TestDemo {    public static void main(String[] args) {        OneParameterReturn oneParameterReturn = (int a) -> {            System.out.println("一参数有返回值");            return a;        };        ret = oneParameterReturn.action(50);        System.out.println(ret);     }}

例6（多参数有返回值）：

@FunctionalInterfaceinterface MoreParameterReturn {    int action(int a, int b);} public class TestDemo {    public static void main(String[] args) {        MoreParameterReturn moreParameterReturn = (int a, int b) -> {            System.out.println("多参数有返回值");            return a + b;        };        ret = moreParameterReturn.action(60, 70);        System.out.println(ret);     }}

3.2、Lambda表达式的语法精简

Lambda 表达式的语法精简：

• 参数类型可以省略，如果需要省略，每个参数的类型都要省略；
• 参数的小括号里面只有一个参数，那么小括号可以省略；
• 如果方法体当中只有一句代码，那么大括号可以省略；
• 如果方法体中只有一条语句，其是 return 语句，那么大括号可以省略，且去掉 return 关键字。

4、变量捕获

Lambda 表达式中存在变量捕获，了解了变量捕获之后，我们才能更好的理解 Lambda 表达式的作用域。Java 当中的匿名类中，会存在变量捕获。

4.1、匿名内部类的变量捕获

所谓变量捕获就是：匿名内部类中访问所在方法或代码块中的局部变量，这个过程被称为 “变量捕获”。

public static void main(String[] args) {    // 变量捕获    int a = 100;    NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = new NoParameterNoReturn() {        @Override        public void action() {            // 捕获a变量            System.out.println(a);           }    };    noParameterNoReturn.action();}结果：100

但是，只有在局部变量是 “有效的最终变量” 时，匿名内部类才能够引用它。如果局部变量不是有效的最终变量，则无法在匿名内部类中引用它，会导致编译错误。

有效的最终变量指的是一个在生命周期中没有被修改过的局部变量，它可以被认为是一个常量。

4.2、Lambda的变量捕获

同样的，Lambda 的变量捕获也是只有在局部变量是 “有效的最终变量” 时，才能够引用它。

public static void main(String[] args) {    // 变量捕获    int a = 100;    NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()->{        // 捕获a变量        System.out.println(a);    };    noParameterNoReturn.action();}结果：100

4.3、匿名内部类的变量捕获与Lambda的变量捕获的区别

区别：Lambda 表达式可以捕获外面的 this，而匿名内部类无法直接捕获外面的 this。

在 Lambda 表达式中，this 关键字引用的是 Lambda 表达式所在的类的实例，而不是 Lambda 表达式内部的类的实例。这个特性被称为 “闭包”。

匿名内部类中的 this 关键字引用的是匿名内部类的实例，而不是外部类的实例。

public class Student {    // 外部类的属性    String name = "Student";    int age;     NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = new NoParameterNoReturn() {        // 内部类自己的属性        String name = "hello";        @Override        public void action() {            System.out.println(this.name);        }    };     NoParameterNoReturn noParameterNoReturn2 = ()->{        String name = "hello";        System.out.println(this.name);    };     public static void main(String[] args) {        Student student = new Student();      // 结果：hello        student.noParameterNoReturn.action();      // 结果：Student        student.noParameterNoReturn2.action();    }}

如果想让匿名内部类的捕获外面的 this，就需要使用外部类的类名或对象引用来访问。

public class Student {    // 外部类的属性    String name = "Student";    int age;      NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = new NoParameterNoReturn() {        // 内部类自己的属性        String name = "hello";        @Override        public void action() {            System.out.println(Student.this.name);        }    };}结果：Student

5、Lambda 在集合当中的使用

为了能够让 Lambda 和 Java 的集合类集更好的一起使用，集合当中，也新增了部分接口，以便与 Lambda 表达式对接。

5.1、Collection接口中的forEach()方法

这个方法是在接口 Iterable 当中的：

    default void forEach(Consumer action) {        Objects.requireNonNull(action);        for (T t : this) {            action.accept(t);        }    }

这个方法表示用于对集合中的每个元素执行指定的操作。

java复制代码public class Test {    public static void main(String[] args) {        List list = new ArrayList<>();        list.add("Hello");        list.add("bit");        list.add("hello");        list.add("lambda");                // Lambda 遍历 list        list.forEach((String s)->{            System.out.println(s);        });            // 简化      // list.forEach(s -> System.out.println(s));    }}结果：Hello bit hello lambda

5.2、List接口中的sort()方法

List 接口中的 sort() 方法：

    default void sort(Comparator c) {        Object[] a = this.toArray();        Arrays.sort(a, (Comparator) c);        ListIterator i = this.listIterator();        for (Object e : a) {            i.next();            i.set((E) e);        }    }

该方法根据 c 指定的比较规则对容器元素进行排序。可以看到其参数是 Comparator，我们点进去看下：又是一个函数式接口：

@FunctionalInterfacepublic interface Comparator {...    int compare(T o1, T o2);    ...}

使用示例：

public class TestDemo2 {    public static void main(String[] args) {        ArrayList list = new ArrayList<>();        list.add("Hello");        list.add("bit");        list.add("hello");        list.add("lambda");                list.sort(new Comparator() {            @Override            public int compare(String o1, String o2) {                return o1.length() - o2.length();            }        });                list.forEach(s -> System.out.println(s));    }}输出结果为：bit Hello hello lambda

修改为 Lambda 表达式：

public class TestDemo2 {    public static void main(String[] args) {        ArrayList list = new ArrayList<>();        list.add("Hello");        list.add("bit");        list.add("hello");        list.add("lambda");        // 对list集合中的字符串按照长度进行排序        list.sort((o1, o2) -> o1.length() - o2.length());        list.forEach(s -> System.out.println(s));    }}输出结果为：bit Hello hello lambda

5.3、Map接口的forEach()方法

HashMap 的 forEach() 方法：

    default void forEach(BiConsumer action) {        Objects.requireNonNull(action);        for (Map.Entry entry : entrySet()) {            K k;            V v;            try {                k = entry.getKey();                v = entry.getValue();            } catch(IllegalStateException ise) {                // this usually means the entry is no longer in the map.                throw new ConcurrentModificationException(ise);            }            action.accept(k, v);        }    }

可以看到这个方法有一个 BigConsumer，并且这也是一个函数式接口：

@FunctionalInterfacepublic interface BiConsumer {...    void accept(T t, U u);    ...}

代码示例：

public class TestDemo2 {    public static void main(String[] args) {        HashMap map = new HashMap<>();        map.put(1, "hello");        map.put(2, "bit");        map.put(3, "hello");        map.put(4, "lambda");        map.forEach(new BiConsumer() {            @Override            public void accept(Integer integer, String string) {                System.out.println(integer + " " + string);            }        });    }}输出结果：1 hello2 bit3 hello4 lambda

修改为 Lambda 表达式：

public class TestDemo2 {    public static void main(String[] args) {        HashMap map = new HashMap<>();        map.put(1, "hello");        map.put(2, "bit");        map.put(3, "hello");        map.put(4, "lambda");        map.forEach((integer, string) ->                System.out.println(integer + " " + string)        );    }}

来源地址：https://blog.csdn.net/weixin_45187434/article/details/131622541