Java·Lambda

绝地灬酷狼 2024-04-28 07:04 41阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  ⚽️1 背景⚽️
 *   *  ?1.1 Lambda表达式的语法?
     *  ?1.2 函数式接口?
 *  ?2 Lambda表达式的基本使用?
 *   *  ?2.1 语法精简?
 *  ?3 变量捕获?
 *   *  ?3.1 匿名内部类?
     *  ?3.2 匿名内部类的变量捕获?
     *  ?3.3 Lambda的变量捕获?
 *  ⚾️4 Lambda在集合当中的使用⚾️
 *   *  ?♀️4.1 Collection接口?♀️
     *  ?♀️4.2 List接口?♀️
     *  ?♀️4.3 Map接口?♀️
 *  ?5 总结?

**大家好，我是晓星航。今天为大家带来的是 Java·Lambda 相关的讲解！?**

## ⚽️1 背景⚽️ ##

Lambda表达式是Java SE 8中一个重要的新特性。lambda表达式允许你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（Lambda expression）**，基于数学中的λ演算得名，也可称为闭包（Closure） 。

### ?1.1 Lambda表达式的语法? ###

基本语法: **(parameters) -> expression** 或 **(parameters) ->\{ statements; \}**

Lambda表达式由三部分组成：

1.  **paramaters**：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.  **->**：可理解为“被用于”的意思
3.  **方法体**：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。

// 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)

### ?1.2 函数式接口? ###

要了解Lambda表达式,首先需要了解什么是函数式接口，函数式接口定义：一个接口有且只有一个抽象方法 。

**注意：**

1.  如果一个接口只有一个抽象方法，那么该接口就是一个函数式接口
2.  如果我们在某个接口上声明了 @FunctionalInterface 注解，那么编译器就会按照函数式接口的定义来要求该接口，这样如果有两个抽象方法，程序编译就会报错的。所以，从某种意义上来说，只要你保证你的接口中只有一个抽象方法，你可以不加这个注解。加上就会自动进行检测的。

定义方式：

@FunctionalInterface
    interface NoParameterNoReturn {
        
        //注意：只能有一个方法
        void test();
    }

但是这种方式也是可以的：

@FunctionalInterface
    interface NoParameterNoReturn {
        
        void test();
        default void test2() {
        
            System.out.println("JDK1.8新特性，default默认方法可以有具体的实现");
        }
    }

## ?2 Lambda表达式的基本使用? ##

首先，我们实现准备好几个接口：

//无返回值无参数
    @FunctionalInterface
    interface NoParameterNoReturn {
        
        void test();
    }
    //无返回值一个参数
    @FunctionalInterface
    interface OneParameterNoReturn {
        
        void test(int a);
    }
    //无返回值多个参数
    @FunctionalInterface
    interface MoreParameterNoReturn {
        
        void test(int a,int b);
    }
    //有返回值无参数
    @FunctionalInterface
    interface NoParameterReturn {
        
        int test();
    }
    //有返回值一个参数
    @FunctionalInterface
    interface OneParameterReturn {
        
        int test(int a);
    }
    //有返回值多参数
    @FunctionalInterface
    interface MoreParameterReturn {
        
        int test(int a,int b);
    }

我们在上面提到过，Lambda可以理解为：Lambda就是匿名内部类的简化，实际上是创建了一个类，实现了接口，重写了接口的方法 。

没有使用lambda表达式的时候的调用方式 ：

NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = new NoParameterNoReturn(){
        
            @Override
            public void test() {
        
                System.out.println("hello");
            }
        };
    noParameterNoReturn.test();

具体使用见以下示例代码：

public class TestDemo {
        
            public static void main(String[] args) {
        
                NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()->{
        
                    System.out.println("无参数无返回值");
                };
                noParameterNoReturn.test();
                OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = (int a)->{
        
                    System.out.println("一个参数无返回值："+ a);
                };
                oneParameterNoReturn.test(10);
                MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (int a,int b)->{
        
                    System.out.println("多个参数无返回值："+a+" "+b);
                };
                moreParameterNoReturn.test(20,30);
                NoParameterReturn noParameterReturn = ()->{
        
                    System.out.println("有返回值无参数！");
                    return 40;
                };
    //接收函数的返回值
                int ret = noParameterReturn.test();
                System.out.println(ret);
                OneParameterReturn oneParameterReturn = (int a)->{
        
                    System.out.println("有返回值有一个参数！");
                    return a;
                };
                ret = oneParameterReturn.test(50);
                System.out.println(ret);
                MoreParameterReturn moreParameterReturn = (int a,int b)->{
        
                    System.out.println("有返回值多个参数！");
                    return a+b;
                };
                ret = moreParameterReturn.test(60,70);
                System.out.println(ret);
            }
        }

### ?2.1 语法精简? ###

1.  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。
2.  参数的小括号里面只有一个参数，那么小括号可以省略
3.  如果方法体当中只有一句代码，那么大括号可以省略
4.  如果方法体中只有一条语句，且是return语句，那么大括号可以省略，且去掉return关键字。

示例代码：

public static void main(String[] args) {
        
            MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = ( a, b)->{
        
                System.out.println("无返回值多个参数，省略参数类型："+a+" "+b);
            };
            moreParameterNoReturn.test(20,30);
            OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = a ->{
        
                System.out.println("无参数一个返回值,小括号可以胜率："+ a);
            };
            oneParameterNoReturn.test(10);
            NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()->System.out.println("无参数无返回值，方法体中只有一行代码");
            noParameterNoReturn.test();
    //方法体中只有一条语句，且是return语句
            NoParameterReturn noParameterReturn = ()-> 40;
            int ret = noParameterReturn.test();
            System.out.println(ret);
        }

![202305122103811.png][]

## ?3 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。

### ?3.1 匿名内部类? ###

匿名内部类就是没有名字的内部类 。我们这里只是为了说明变量捕获，所以，匿名内部类只要会使用就好，那么下面我们来，简单的看看匿名内部类的使用就好了。

具体想详细了解的同学戳这里：https://www.cnblogs.com/SQP51312/p/6100314.html

我们通过简单的代码来学习一下：

class Test {
        
        public void func(){
        
            System.out.println("func()");
        }
    }
    public class TestDemo {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            new Test(){
        
                @Override
                public void func() {
        
                    System.out.println("我是内部类，且重写了func这个方法！");
                }
            };
        }
    }

在上述代码当中的main函数当中，我们看到的就是一个匿名内部类的简单的使用。

### ?3.2 匿名内部类的变量捕获? ###

class Test {
        
        public void func(){
        
            System.out.println("func()");
        }
    }
    public class TestDemo {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            int a = 100;
            new Test(){
        
                @Override
                public void func() {
        
                    System.out.println("我是内部类，且重写了func这个方法！");
                    System.out.println("我是捕获到变量 a == "+a
                            +" 我是一个常量，或者是一个没有改变过值的变量！");
                }
            };
        }
    }

在上述代码当中的变量a就是，捕获的变量。这个变量要么是被final修饰，如果不是被final修饰的 你要保证在使用之前，没有修改。如下代码就是错误的代码。

public class TestDemo {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            int a = 100;
            new Test(){
        
                @Override
                public void func() {
        
                    a = 99;
                    System.out.println("我是内部类，且重写了func这个方法！");
                    System.out.println("我是捕获到变量 a == "+a
                            +" 我是一个常量，或者是一个没有改变过值的变量！");
                }
            };
        }
    }

该代码直接编译报错。

### ?3.3 Lambda的变量捕获? ###

在Lambda当中也可以进行变量的捕获，具体我们看一下代码。

@FunctionalInterface
        interface NoParameterNoReturn {
        
            void test();
        }
        public static void main(String[] args) {
        
            int a = 10;
            NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()->{
        
    // a = 99; error
                System.out.println("捕获变量："+a);
            };
            noParameterNoReturn.test();
        }

## ⚾️4 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。

以上方法的作用可自行查看我们发的帮助手册。我们这里会示例一些方法的使用。注意：Collection的forEach()方法是从接口 `java.lang.Iterable` 拿过来的。

### ?♀️4.1 Collection接口?♀️ ###

**`forEach()` 方法演示**

该方法在接口 `Iterable` 当中，原型如下：

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

该方法表示：对容器中的每个元素执行action指定的动作 。

public static void main(String[] args) {
        
            ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
            list.add("Hello");
            list.add("bit");
            list.add("hello");
            list.add("lambda");
            list.forEach(new Consumer<String>(){
        
                @Override
                public void accept(String str){
        
    //简单遍历集合中的元素。
                    System.out.print(str+" ");
                }
            });
        }

输出结果：![202305132000795.png][]

我们可以修改为如下代码：

public static void main(String[] args) {
        
            ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
            list.add("Hello");
            list.add("bit");
            list.add("hello");
            list.add("lambda");
    //表示调用一个，不带有参数的方法，其执行花括号内的语句，为原来的函数体内容。
            list.forEach(s -> {
        
                System.out.println(s);
            });
        }

输出结果：![202305132000795.png][]

### ?♀️4.2 List接口?♀️ ###

**sort()方法的演示**

sort方法源码：该方法根据c指定的比较规则对容器元素进行排序。

public void sort(Comparator<? super E> c) {
        
        final int expectedModCount = modCount;
        Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c);
        if (modCount != expectedModCount) {
        
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
        modCount++;
    }

使用示例：

public static void main(String[] args) {
        
            ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
            list.add("Hello");
            list.add("bit");
            list.add("hello");
            list.add("lambda");
            list.sort(new Comparator<String>() {
        
                @Override
                public int compare(String str1, String str2){
        
    //注意这里比较长度
                    return str1.length()-str2.length();
                }
            });
            System.out.println(list);
        }

输出结果：![202305132001174.png][]

修改为lambda表达式：

public static void main(String[] args) {
        
            ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
            list.add("Hello");
            list.add("bit");
            list.add("hello");
            list.add("lambda");
    //调用带有2个参数的方法，且返回长度的差值
            list.sort((str1,str2)-> str1.length()-str2.length());
            System.out.println(list);
        }

输出结果：![202305132001174.png][]

### ?♀️4.3 Map接口?♀️ ###

**`HashMap` 的 `forEach()`**

该方法原型如下：

default void forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action) {
        
            Objects.requireNonNull(action);
            for (Map.Entry<K, V> 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);
            }
        }

作用是对Map中的每个映射执行action指定的操作。

代码示例：

public static void main(String[] args) {
        
        HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();
        map.put(1, "hello");
        map.put(2, "bit");
        map.put(3, "hello");
        map.put(4, "lambda");
        map.forEach(new BiConsumer<Integer, String>(){
        
            @Override
            public void accept(Integer k, String v){
        
                System.out.println(k + "=" + v);
            }
        });
    }

输出结果：

![202305132001923.png][]

使用lambda表达式后的代码：

输出结果：

![202305132001923.png][]

## ?5 总结? ##

Lambda表达式的优点很明显，在代码层次上来说，使代码变得非常的简洁。缺点也很明显，代码不易读。

**优点：**

1.  代码简洁，开发迅速
2.  方便函数式编程
3.  非常容易进行并行计算
4.  Java 引入 Lambda，改善了集合操作

**缺点：**

1.  代码可读性变差
2.  在非并行计算中，很多计算未必有传统的 for 性能要高
3.  不容易进行调试

![202305122104774.png][]

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[202305132000795.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/28/666fb9dc1e5242dc823ea82c758184e5.png
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[202305132001923.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/28/cb395f297c6444e38af9f247184469b3.png
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Java·Lambda

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