java 的Lambda使用（很详细，很详细，很详细）

系统管理员 2021-01-22 14:22 3475阅读 5赞

## Lambda表达式 ##

### 1. 函数式编程思想 ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzY0OTk5Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70][]  
在数学中，**函数**就是有输入量、输出量的一套计算方案，也就是“拿什么东西做什么事情”。相对而言，面向对象思想过分强调“必须通过对象的形式来做事情”，而函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法–“**强调做什么，而不是以什么形式做**”。

面向对象的思想：

做一件事情，找到一个能解决这个事情的对象，调用对象的方法，完成事情。

函数式编程思想：

只要能获取到结果，谁去做，怎么做的都不重要，重视的是结果，不重视过程。

### 2. 冗余的Runnable代码 ###

#### 传统写法 ####

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。例如：

public class DemoRunnable { 
    	public static void main(String[] args) { 
        	// 匿名内部类
    		Runnable task = new Runnable() { 
    			@Override
    			public void run() {  // 覆盖重写抽象方法
    				System.out.println("多线程任务执行！");
    			}
    		};
    		new Thread(task).start(); // 启动线程
    	}
    }

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的内容，再将其交给 一个线程来启动。

#### 分析 ####

对于`Runnable`的匿名内部类用法，可以得出：

*  `Thread`类需要一个`Runnable`接口作为参数，其中的抽象`run`方法是用来指定任务内容的核心；
 *  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、参数、返回值**不得不**再写一遍，且不能写错；
 *  而实际上，**只有方法体才是关键**

### 3. 编程思想转换 ###

#### 做什么，而不是how ####

我们真的希望创建一个匿名内部类吗？不，我们只是为了做这件事而**不得不**创建一个对象。我们真正希望做的是：将`run`方法体中的代码传递给`Thread`。

**传递代码**——这才是我们的真正目的。而创建对象只是受限于面向对象语法而不得不采取的一种手段。那，有没有更加简单的方法？如果我们将关注点从“怎么做”回归到“做什么”的本质上，就会发现只要能更好的达到目的，过程与形式并不重要。

### 4.jdk8 新特性 ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzY0OTk5Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]  
借助java 8 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 Demo02LambdaRunnable { 
    	public static void main(String[] args) { 
    		new Thread(() -> System.out.println("多线程任务执行！")).start(); // 启动线程
    	}
    }

这段代码可以看出，我们重新启动了一个线程，而线程任务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，非常简单！

### 5. 回顾匿名内部类 ###

Lambda时怎样击败面向对象的？上例中，核心代码仅仅是：

() -> System.out.println("多线程任务执行！")

为了理解Lambda的语义，我们从传统代码起步。

#### 使用实现类 ####

要启动一个线程，需要创建一个`Thread`类对象并调用`start`方法。而为了指定线程执行的内容，需要调用`Thread`类的构造函数：

*  `public Thread(Runnable target)`  
    为了获取`Runnable`接口的实现对象，可以为该接口定义一个实现类`RunnableImpl`：

public class RunnableImpl implements Runnable { 
    	@Override
    	public void run() { 
    		System.out.println("多线程任务执行！");
    	}
    }

然后创建该实现类的对象作为`Thread`类的构造参数：

public class Demo03ThreadInitParam { 
    	public static void main(String[] args) { 
    		Runnable task = new RunnableImpl();
    		new Thread(task).start();
    	}
    }

#### 使用匿名内部类 ####

这个`RunnableImpl`类只是为了实现`Runnable`接口而存在的，而且仅被使用了唯一一次，所以使用匿名内部类的语法即可省去该类的单独定义，即匿名内部类：

public class Demo04ThreadNameless { 
    	public static void main(String[] args) { 
    		new Thread(new Runnable() { 
    			@Override
    			public void run() { 
    				System.out.println("多线程任务执行！");
    			}
    		}).start();
    	}
    }

#### 匿名内部类的好处与弊端 ####

一方面，匿名内部类可以帮我们**省去实现类的定义**；另一方面，匿名内部类的语法——**确实太复杂了！**

#### 语义分析 ####

仔细分析该代码中的语义，`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（其实就是一个函数）：

*  **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。

### 6 Lambda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：

(参数类型 参数名称) -> { 代码语句 }

格式说明：

*  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。

### 7 练习：使用Lambda标准格式（无参无返回） ###

#### 题目 ####

给定一个厨子`Cook`接口，内含唯一的抽象方法`makeFood`，且无参数、无返回值。如下：

public interface Cook { 
        void makeFood();
    }

在下面的代码中，请使用Lambda的**标准格式**调用`invokeCook`方法，打印输出“吃饭啦！”字样：

public class Demo05InvokeCook { 
        public static void main(String[] args) { 
            // TODO 请在此使用Lambda【标准格式】调用invokeCook方法
        }
    
        private static void invokeCook(Cook cook) { 
            cook.makeFood();
        }
    }

#### 解答 ####

public static void main(String[] args) { 
        invokeCook(() -> { 
          	System.out.println("吃饭啦！");
        });
    }

> 备注：小括号代表`Cook`接口`makeFood`抽象方法的参数为空，大括号代表`makeFood`的方法体。

### 8 Lambda的参数和返回值 ###

需求:
        使用数组存储多个Person对象
        对数组中的Person对象使用Arrays的sort方法通过年龄进行升序排序

下面举例演示`java.util.Comparator<T>`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;
        
        // 省略构造器、toString方法与Getter Setter 
    }

#### 传统写法 ####

如果使用传统的代码对`Person[]`数组进行排序，写法如下：

import java.util.Arrays;
    import java.util.Comparator;
    
    public class Demo06Comparator { 
        public static void main(String[] args) { 
          	// 本来年龄乱序的对象数组
            Person[] array = { 
            	new Person("古力娜扎", 19),
            	new Person("迪丽热巴", 18),
           		new Person("马尔扎哈", 20) };
    
          	// 匿名内部类
            Comparator<Person> comp = new Comparator<Person>() { 
                @Override
                public int compare(Person o1, Person o2) { 
                    return o1.getAge() - o2.getAge();
                }
            };
            Arrays.sort(array, comp); // 第二个参数为排序规则，即Comparator接口实例
    
            for (Person person : array) { 
                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**。

#### Lambda写法 ####

import java.util.Arrays;
    
    public class Demo07ComparatorLambda { 
        public static void main(String[] args) { 
            Person[] array = { 
              	new Person("古力娜扎", 19),
              	new Person("迪丽热巴", 18),
              	new Person("马尔扎哈", 20) };
    
            Arrays.sort(array, (Person a, Person b) -> { 
              	return a.getAge() - b.getAge();
            });
    
            for (Person person : array) { 
                System.out.println(person);
            }
        }
    }

### 9 练习：使用Lambda标准格式（有参有返回） ###

#### 题目 ####

给定一个计算器`Calculator`接口，内含抽象方法`calc`可以将两个int数字相加得到和值：

public interface Calculator { 
        int calc(int a, int b);
    }

在下面的代码中，请使用Lambda的**标准格式**调用`invokeCalc`方法，完成120和130的相加计算：

public class Demo08InvokeCalc { 
        public static void main(String[] args) { 
            // TODO 请在此使用Lambda【标准格式】调用invokeCalc方法来计算120+130的结果ß
        }
    
        private static void invokeCalc(int a, int b, Calculator calculator) { 
            int result = calculator.calc(a, b);
            System.out.println("结果是：" + result);
        }
    }

#### 解答 ####

public static void main(String[] args) { 
        invokeCalc(120, 130, (int a, int b) -> { 
          	return a + b;
        });
    }

> 备注：小括号代表`Calculator`接口`calc`抽象方法的参数，大括号代表`calc`的方法体。

### 10 Lambda省略格式 ###

#### 可推导即可省略 ####

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：

public static void main(String[] args) { 
      	invokeCalc(120, 130, (a, b) -> a + b);
    }

#### 省略规则 ####

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。

> 备注：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。

### 11 练习：使用Lambda省略格式 ###

#### 题目 ####

仍然使用前文含有唯一`makeFood`抽象方法的厨子`Cook`接口，在下面的代码中，请使用Lambda的**省略格式**调用`invokeCook`方法，打印输出“吃饭啦！”字样：

public class Demo09InvokeCook { 
        public static void main(String[] args) { 
            // TODO 请在此使用Lambda【省略格式】调用invokeCook方法
        }
    
        private static void invokeCook(Cook cook) { 
            cook.makeFood();
        }
    }

#### 解答 ####

public static void main(String[] args) { 
      	invokeCook(() -> System.out.println("吃饭啦！"));
    }

### 12 Lambda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：

1.  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。
2.  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。

> 备注：有且仅有一个抽象方法的接口，称为“**函数式接口**”。

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