java lambda方法引用总结——烧脑吃透

清疚 2022-01-11 18:57 154阅读 0赞

lambda是java8的新特性，基本使用比较容易理解，但有一个环节遇到了坎儿，那就是方法引用，尤其是类的实例方法引用，烧脑之后总结一下。

在需要函数参数的方法中，我们可以把另一个同类型的方法直接传入，这称为方法引用的绑定。类似于C语言中的函数指针。

lambda表达式可以替代方法引用；或者说方法引用是lambda的一种特例，方法引用不可以控制传递参数。

### 4.1) 构造器引用 ###

private Person construntorRef(Supplier<Person> sup){
    	Person p=sup.get();
    	return p;
    }
    
    @Test
    public void testConstructorRef(){
    	Person p=construntorRef(Person::new);
    	System.out.println(p);
    }

需要有无参的构造器。

### 4.2） 静态方法引用 ###

private static void print(String s){
    		System.out.println(s);
    	}
    
    	@Test
    	public void testStaticRef(){
    		Arrays.asList("aa","bb","cc").forEach(TestMethodReference::print);
    	}

so easy，只要静态方法的参数列表和FI需要的参数一致就可以。

### 4.3) 成员方法引用 ###

@Test
    	public void testMemberMethodRef(){
    		Arrays.asList("aa","bb","cc").forEach(System.out::println);
    	}

so easy，只要成员方法的参数列表和FI需要的参数一致就可以。

### 4.4) 类的任意对象的实例方法引用(很怪异) ###

@Test
    public void testClassMemberMethodRef(){
    	String[] strs={"zzaa","xxbb","yycc"};
    	Arrays.sort(strs,String::compareToIgnoreCase);//OK
    	System.out.println(Arrays.asList(strs));
    	File[] files = new File("C:").listFiles(File::isHidden); // OK
    }

?，前方高能，请关掉耳机的音乐，认真思考，小心行事。

传统的java开发中，是不允许使用类名去调用成员方法的，这是一个基本原则，那么这里的这种写法就有点不太容易理解了。还是用实例说明：

用到的内部类：

import lombok.Data;
    
    @Data
    public static class Person{
    	private String name;
    	private Integer age;
    
    	public int mycompare(Person p1){
    		return p1.getAge()-this.getAge();
    	}
    	public void print(){
    		System.out.println(this);
    	}
    
    	public void println(Person p){
    		System.out.println(p);
    	}
    
    	public int compareByAge(Person a,Person b){
    		return a.getAge().compareTo(b.getAge());
    	}
    }
    
    public static class APerson{
    	public void print(){
    		System.out.println(this);
    	}
    
    	public void println(Person p){
    		System.out.println(p);
    	}
    }

测试代码：

@Test
    	public void testClassMemberMethodRef2() {
    		// R apply(T t);//要求一个参数
    		Function<String, String> upperfier1 = String::toUpperCase;
    		UnaryOperator<String> upperfier2 = (x) -> x.toUpperCase();//这里没有参数，即0个
    
    		/*
    		 * 小结：如果方法引用表达式 "String::toUpperCase" 可以用lambda表达式中参数的指定成员方法(这个成员方法的参数比FI要求的参数少一个改类型的参数)改写，
    		 *  那么就可以使用 "类的实例方法"来表示方法引用。
    		 *  
    		 *  或者说：如果lambda表达式的lambda体中使用的方法是参数匹配的方法，那么方法引用表达式就用"类引用对象的实例方法"。
    		 *  
    		 *  lambda的参数是方法的主体。
    		 */
    
    
    		class Print {
    			public void println(String s) {
    				System.out.println(s);
    			}
    		}
    		// void accept(T t);
    
    		Consumer<String> sysout1 = new Print()::println;
    		Consumer<String> sysout2 = (x) -> new Print().println(x);
    
    		/*
    		 * 小结：如果方法引用表达式 "new Print()::println" 可以用lambda表达式中参数的具体对象的参数匹配的成员方法改写，
    		 *  那么就用 "对象的实例方法"来表示方法引用。
    		 *  
    		 *  或者说：如果lambda表达式的lambda体中使用的方法来操作lambda的参数，那么方法引用表达式就用"对象的实例方法"。
    		 *  
    		 *  lambda的参数是方法的参数。
    		 */
    
    		//有一个更让人易混淆的例子，可以用上面的规则来验证，Arrays.sort(T t,Comparator<? extends t> c)
    
    		class Person {
    			public int com1(Person p) {
    				return 1;
    			}
    
    			public int com2(Person p1, Person p2) {
    				return 1;
    			}
    		}
    
    		// int compare(T o1, T o2);//需要两个参数
    
    		Person【】 ps = { new Person(), new Person() };
    		Arrays.sort(ps, Person::com1);
    		Arrays.sort(ps, (x,y)->x.com1(y));
    
    		Arrays.sort(ps, new Person()::com2);
    		Arrays.sort(ps, (x,y)->new Person().com2(x, y));
    
    		//按照以上规则验证应该能说明清楚。
    
    		/*
    		 * 但是一个接口为什么有两种写法？缺省的lambda会匹配FI方法，即"int compare(T o1, T o2);"
    		 * 从上面的lambda表达式来分析，默认的使用lambda应该是：
    		 */
    
    		Comparator<Person> comparator1 = new Person()::com2;
    
    		/*
    		 * 下面的方式又是怎么回事呢？
    		 */
    		Comparator<Person> comparator2 = Person::com1;
    		System.out.println(comparator2);
    
    		/*
    		*	任一个两个参数的FI接口方法（int compare(T o1, T o2)），都可以用引用减少一个参数的方法（int o1<T>.compare(T o2)）来代替，而引用对象本身作为另一个隐含参数，那么方法引用的对象用类名，表示类的任意对象。
    
    		还是有点乱？我们来换一个角度来看一下：
    		首先，我们需要的是int compare(T o1, T o2)是两个参数；
    		其次，先不考虑::前缀是类还是对象，你给了我一个compare(T o2)，少一个参数？怎么办？
    		lambda机制为了解决这个问题，它使用::前面的类名new一个对象，当做需要的缺少的那个参数，这就是类的实例方法。
    		*/
    	}

小结一下：

首先明确此处需要的方法参数列表，此处标记参数个数为N，那么：
    
    1. 如果传入的方法是一个类型的静态方法，而且参数匹配，使用“类的静态方法引用”；这应该不难理解。
    
    2. 如果传入的方法是一个实例的成员方法，而且参数匹配，使用“实例的成员方法”；这也应该不难理解。
    
    3. 如果传入的方法是一个类型T的实例的成员方法，而且参数为N-1个，缺少了一个T类型的参数，那么就使用“T类型的实例方法”。

烧脑分析类的实例方法省略了哪个参数

前面的例子，FI的两个参数是同一个类型，如果类型不同呢？省略了哪个参数呢？

是按照位置省略了第一个，亦或者是省略了最后一个？

还是按照类型自动去对应，而不关心第几个呢？

这个时候，我们能想到的办法可能是去看源码，但是一般看代码没有个把礼拜甚至更长，毛都看不出来。我们还是用一个例子来分析一下吧。

定义一个FI接口：

package com.pollyduan.fi;
    
    public interface TestInterface {
    	//随便什么名字，lambda并不关心，因为FI只有一个接口，并且根据参数来匹配
    	public void anyStringAsName(TestBean1 bean1,TestBean2 bean2);
    }

编写两个用于参数的类：

TestBean1.java

package com.pollyduan.fi;
    
    public class TestBean1 {
    	public void expect1(TestBean1 bean1){
    
    	}
    	public void expect2(TestBean2 bean2){
    
    	}
    	public void test1(TestInterface i){
    
    	}
    }

TestBean2.java

package com.pollyduan.fi;
    
    public class TestBean2 {
    	public void expect1(TestBean1 bean1){
    
    	}
    	public void expect2(TestBean2 bean2){
    
    	}
    	public void test1(TestInterface i){
    
    	}
    }

二者区别不大。

编写测试类：

package com.pollyduan.fi;
    
    public class TestFIMain {
    	public static void main(String[] args) {
    		TestBean1 bean1=new TestBean1();
    		bean1.test1(TestBean1::expect1);//①
    		bean1.test1(TestBean1::expect2);//② ok
    		bean1.test1(TestBean2::expect1);//③
    		bean1.test1(TestBean2::expect2);//④
    
    		TestBean2 bean2=new TestBean2();
    		bean2.test1(TestBean1::expect1);//⑤
    		bean2.test1(TestBean1::expect2);//⑥ ok
    		bean2.test1(TestBean2::expect1);//⑦
    		bean2.test1(TestBean2::expect2);//⑧
    	}
    }

测试方法中，除了标记OK的行正确，其他都报错。

分析：

首先我们要明确FI需要的参数列表是：(TestBean1,TestBean2)

1.  我们先看①行，我们传入的"::"前导的类是TestBean1，而expect1方法匹配的是TestBean1类型的入参bean1，也就是说省略了TestBean2类型的参数bean2，FI中的最后一个参数。即便我们使用类TestBean1去new一个对象，也找不到TestBean2,因此这个错误。
2.  我们先看②行，我们传入的"::"前导的类是TestBean1，而expect2方法匹配的是TestBean2类型的入参bean2，也就是说省略了TestBean1类型的参数bean1，那么lambda就可以使用"::"前导的TestBean1构建一个对象，作为第一个参数，从而匹配FI的接口方法。ok。
3.  我们先看③行，我们传入的"::"前导的类是TestBean2，而expect1方法匹配的是TestBean1类型的入参bean1，也就是说省略了TestBean2类型的参数bean2，FI的最后一个参数。按照第二步的分析，我们用"::"前导的类TestBean2去new一个对象，应该可以凑足两个参数。实际测试会发现这不灵。这就证明了只能省略第一个参数，而且，用"::"前导的类也必须是第一个参数的类型。
4.  同第一步类似，第④行代码，找不到TestBean1的参数，有错误可以理解。
5.  至于⑤~⑧，只是替换了外层的test1的主体，没有任何区别。这证明了，lambda的匹配与外层是什么鬼没有任何关系，它只关心外层需要的FI的参数列表。
6.  请不要看下一步，在这里停下来冷静的思考一下，如果我们把TestInterface中FI方法的参数位置换一下，即`public void anyStringAsName(TestBean2 cat,TestBean1 dog);`，结果应该是哪两行正确呢？认真思考一下，实在想不明白跑一下测试用例，也许对理解更有帮助。
7.  如果想明白了用这个思路验证一下：参照参数列表`(TestBean2,TestBean1)`，可以确定只可以省略第一个参数即TestBean2，那么"::"前导类必须是TestBean2，用于自动创建对象；而未省略的参数是TestBean1,那么方法名为expect1，结果为`xxx(TestBean2::expect1)`,即③和⑦，你答对了吗？