Java基础深化和提高 ---- 函数式编程 Lambda

布满荆棘的人生 2023-09-23 16:01 71阅读 0赞

# Lambda表达式介绍 #

## Lambda简介 ##

![89a2cd634348434097dbe3783817808e.png][]

> Lambda 表达式是 JDK8 的一个新特性，可以取代大部分的匿名内 部类，写出更优雅的 Java 代码，尤其在集合的遍历和其他集合操作 中，可以极大地优化代码结构。

在Java语言中，可以为变量赋予一个值:

![7e6c9e6174194e74abbafd036a2b319c.png][]

能否把一个代码块赋给一变量吗？

![43cb74182f6a45109b6e343955acbb93.png][]

在Java 8之前，这个是做不到的。但是Java 8问世之后，利用 Lambda特性，就可以做到了。

甚至我们可以让语法变得更简洁

> 在Java 8里面，所有的Lambda的类型都是一个接口，而Lambda表 达式本身，也就是”那段代码“，需要是这个接口的实现。这是我认 为理解Lambda的一个关键所在，简而言之就是，Lambda表达式本 身就是一个接口的实现。直接这样说可能还是有点让人困扰，我们 继续看看例子。我们给上面的aBlockOfCode加上一个类型：

> 这种只有一个接口函数需要被实现的接口类型，我们叫它”函数式接 口“。为了避免后来的人在这个接口中增加接口函数导致其有多个接 口函数需要被实现，变成"非函数接口”，我们可以在这个上面加上 一个声明@FunctionalInterface, 这样别人就无法在里面添加新的接 口函数了。

## Lambda作用 ##

最直观的作用就是使得代码变得异常简洁。

### 接口要求 ###

虽然使用 Lambda 表达式可以对某些接口进行简单的实现，但并不 是所有的接口都可以使用 Lambda 表达式来实现。Lambda 规定接 口中只能有一个需要被实现的方法，不是规定接口中只能有一个方 法。 jdk 8 中有另一个新特性：default， 被 default 修饰的方法会有默 认实现，不是必须被实现的方法，所以不影响 Lambda 表达式的使 用。

### @FunctionalInterface注解作用 ###

> @FunctionalInterface标记在接口上，“函数式接口”是指仅仅只包含 一个抽象方法的接口。

# Lambda表达式语法 #

## 语法结构 ##

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

> 语法形式为 () -> \{\}： () 用来描述参数列表，如果有多个参数，参数之间用逗号隔开，如 果没有参数，留空即可； -> 读作(goes to)，为 lambda运算符 ，固定写法，代表指向动作； \{\} 代码块，具体要做的事情，也就是方法体内容；

## Lambda表达式的重要特征 ##

> 可选类型声明：不需要声明参数类型，编译器可以统一识别参数 值。 可选的参数圆括号：一个参数无需定义圆括号，但多个参数需要定 义圆括号。 可选的大括号：如果主体包含了一个语句，就不需要使用大括号。 可选的返回关键字：如果主体只有一个表达式返回值则编译器会自 动返回值，大括号需要指定明表达式返回了一个数值。

### Lambda案例 ###

// 1. 不需要参数,返回值为 5  
    () -> 5  
      
    // 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),并返回他们的差值  
    (x, y) -> x – y  
      
    // 4. 接收2个int型整数,返回他们的和  
    (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)

# Lambda表达式入门案例 #

## 定义函数接口 ##

## 实现函数接口 ##

public static void main(String[] args) {
        /**
         * 无返回值，无参数
         */
        NoReturnNoParam noReturnNoParam = ()->{
            System.out.println("NoReturnNoParam");
           };
            noReturnNoParam.method();
        /**
         * 无返回值，有一个参数
         */
        NoReturnOneParam noReturnOneParam = (int a)->{
            System.out.println("NoReturnOneParam"+a);
       };
         noReturnOneParam.method(10);
        /**
         * 无返回值，有多个参数
         */
        NoReturnMultiParam noReturnMultiParam = (int a, int b)->{
            System.out.println("NoReturnMultiParam "+a+"\t"+b);
       };
        noReturnMultiParam.method(10,20);
        /**
         * 有返回值，无参数
         */
        ReturnNoParam returnNoParam = ()->{
            System.out.print("ReturnNoParam ");
            return 10;
       };
        System.out.println(returnNoParam.method());
       /**
         * 有返回值，有一个参数
         */
        ReturnOneParam returnOneParam = (int a)->{
            System.out.print("ReturnOneParam ");
            return a;
       };
      
    System.out.println(returnOneParam.method(10));
        /**
         * 有返回值，有多个参数
         */
        ReturnMultiParam returnMultiParam = (int a ,int b)->{
            System.out.print("ReturnMultiParam ");
            return a+b;
       };
      
    System.out.println(returnMultiParam.method(10, 20));
    }

## Lambda语法简化 ##

/**
         * 无返回值，无参数
         */
       /* NoReturnNoParam noReturnNoParam = ()->{ System.out.println("NoReturnNoParam");
        };*/
        /**
         * 简化版
         */
        NoReturnNoParam noReturnNoParam = ()-> System.out.println("NoReturnNoParam");
        noReturnNoParam.method();
        /**
         * 无返回值，有一个参数
         */
       /* NoReturnOneParam noReturnOneParam = (int a)->{
            System.out.println("NoReturnOneParam "+a);
        };*/
        /**
         * 简化版
         */
        NoReturnOneParam noReturnOneParam = a -> System.out.println("NoReturnOneParam "+a);
         noReturnOneParam.method(10);
        /**
         * 无返回值，有多个参数
         */
       /* NoReturnMultiParam noReturnMultiParam = (int a, int b)->{
            System.out.println("NoReturnMultiParam "+a+"\t"+b);
        };*/
    
        NoReturnMultiParam noReturnMultiParam = (a,b)-> System.out.println("NoReturnMultiParam "+a+"\t"+b);
        noReturnMultiParam.method(10,20);
        /**
         * 有返回值，无参数
         */
         /* ReturnNoParam returnNoParam = ()->{
            System.out.print("ReturnNoParam ");
            return 10;
        };*/
        /**
         * 简化版
         */
        ReturnNoParam returnNoParam = ()->10+20;
        System.out.println(returnNoParam.method());
        /**
         * 有返回值，有一个参数
         */
      /* ReturnOneParam returnOneParam = (int a)->
          {
            System.out.print("ReturnOneParam ");
            return a;
        };*/
        /***
         * 简化版
         */
        ReturnOneParam returnOneParam = a->a;
      System.out.println(returnOneParam.method(10));
    
        /**
         * 有返回值，有多个参数
         */
        /*ReturnMultiParam returnMultiParam = (int a ,int b)->{
            System.out.print("ReturnMultiParam ");
            return a+b;
        };*/
        /**
         * 简化版
         */
        ReturnMultiParam returnMultiParam = (a ,b)- >a+b;
        System.out.println(returnMultiParam.method(10, 20));
    }

# Lambda表达式的使用 #

## Lambda表达式引用方法 ##

> 有时候我们不是必须使用Lambda的函数体定义实现，我们可以利 用 lambda表达式指向一个已经存在的方法作为抽象方法的实现。

> **要求**
> 
> 1、参数的个数以及类型需要与函数接口中的抽象方法一致。
> 
> 2、返回值类型要与函数接口中的抽象方法的返回值类型一致。
> 
> **语法** 
> 
> 方法归属者::方法名 静态方法的归属者为类名，非静态方法归属者 为该对象的引用。

案例

/**
    * 无返回值，无参数
    */
    @FunctionalInterface
    interface NoReturnNoParam{
        void method();
    }
    /**
    * 无返回值，有一个参数
    */
    @FunctionalInterface
    interface NoReturnOneParam{
        void method(int a);
    }
    /**
    * 无返回值，有多个参数
    */
    @FunctionalInterface
    interface NoReturnMultiParam{
        void method(int a,int b);
    }
    /**
    * 有返回值，无参数
    */
    @FunctionalInterface
    interface ReturnNoParam{
        int method();
    }
    /**
    * 有返回值，有一个参数
    */
    @FunctionalInterface
    interface ReturnOneParam{
        int method(int a);
    }
    /**
    * 有返回值，有多个参数
    */
    @FunctionalInterface
    interface ReturnMultiParam{
        int method(int a,int b);
    }
    
    
    
    
    
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            /**
             * 无返回值，无参数
             */
           /* NoReturnNoParam noReturnNoParam = ()->{
              System.out.println("NoReturnNoParam");};*/
            /**
             * 简化版
             */
            NoReturnNoParam noReturnNoParam = ()-> System.out.println("NoReturnNoParam");
            noReturnNoParam.method();
            /**
             * 无返回值，有一个参数
             */
           /* NoReturnOneParam noReturnOneParam =(int a)->{
              System.out.println("NoReturnOneParam "+a);
            };*/
            /**
             * 简化版
             */
            NoReturnOneParam noReturnOneParam = a -> System.out.println("NoReturnOneParam"+a);
             noReturnOneParam.method(10);
            /**
             * 无返回值，有多个参数
             */
           /* NoReturnMultiParam noReturnMultiParam = (int a, int b)->{
              System.out.println("NoReturnMultiParam"+a+"\t"+b);
            };*/
              NoReturnMultiParam noReturnMultiParam = (a,b)-> System.out.println("NoReturnMultiParam"+a+"\t"+b);
            noReturnMultiParam.method(10,20);
            /**
             * 有返回值，无参数
             */
           /* ReturnNoParam returnNoParam = ()->{
                System.out.print("ReturnNoParam ");
                return 10;
            };*/
            /**
             * 简化版
             */
            ReturnNoParam returnNoParam = ()->10+20;
          System.out.println(returnNoParam.method());
            /**
             * 有返回值，有一个参数
             */
          /* ReturnOneParam returnOneParam = (inta)->{
                System.out.print("ReturnOneParam");
                return a;
            };*/
            /***
             * 简化版
             */
             ReturnOneParam returnOneParam = a->a;
             System.out.println(returnOneParam.method(10));
            /**
             * 有返回值，有多个参数
             */
            /*ReturnMultiParam returnMultiParam = (int a ,int b)->{
                System.out.print("ReturnMultiParam");
                return a+b;
            };*/
            /**
             * 简化版
             */
            ReturnMultiParam returnMultiParam = (a,b)->a+b;
          System.out.println(returnMultiParam.method(10,20));
       }
        /**
         * 要求：
         * 1,参数的个数以及类型需要与函数接口中的抽象方法一致。
         * 2,返回值类型要与函数接口中的抽象方法的返回值类型一致。
         * @param a
         * @return
         */
    public static int doubleNum(int a){
            return 2*a;
       }
        public int addTwo(int a){
            return a+2;
       }
    }

public class Test2 {
        public static void main(String[] args) {
            ReturnOneParam returnOneParam =Test::doubleNum;
            int value = returnOneParam.method(10);
            System.out.println(value);
            Test test = new Test();
            ReturnOneParam returnOneParam1 = test::addTwo;
            int value2 = returnOneParam1.method(10);
            System.out.println(value2);
       }
    }

## Lambda表达式创建线程 ##

public class Test3 {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 开始");
            new Thread(()->{
                for(int i=0;i<20;i++){
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                   } catch (InterruptedExceptione) {
                        e.printStackTrace();
                   }
                  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
               }
           },"Lambda Thread ").start();
          System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 结束");
       }
    }

## Lambda 表达式中的闭包问题 ##

> **什么是闭包**
> 
> 闭包的本质就是代码片断。所以闭包可以理解成一个代码片断的引 用。在Java中匿名内部类也是闭包的一种实现方式。 在闭包中访问外部的变量时，外部变量必须是final类型，虚拟机会 帮我们加上 final 修饰关键字。

public class Test4 {
        public static void main(String[] args) {
            final int num  =10;
            NoReturnNoParam noReturnNoParam = ()- >System.out.println(num);
            noReturnNoParam.method();
       }
    }

# 常用的函数接口 #

## Consumer接口的使用 ##

> Consumer 接口是JDK为我们提供的一个函数式接口，该接口也被 称为消费型接口。

## 遍历集合 ##

> 我们可以调用集合的 public void forEach(Consumer action) 方法，通过 lambda 表达式的方式遍历集合中的元素。以下 是 Consumer 接口的方法以及遍历集合的操作。

public class Test4 {
        public static void main(String[] args) {
            List<String> list = new ArrayList<>();
            list.add("a");
            list.add("b");
            list.add("c");
            list.add("d");
            list.forEach(System.out::println);
       }
    }

## Predicate接口的使用 ##

Predicate 是 JDK 为我们提供的一个函数式接口，可以简化程序的编写。

## 删除集合中的元素 ##

> 我们通过public boolean removeIf(Predicate filter)方 法来删除集合中的某个元素，

public class Test5 {
        public static void main(String[] args) {
            List<String> list = new ArrayList<>();
            list.add("a");
            list.add("b");
            list.add("c");
            list.add("d");
            list.removeIf(ele->ele.equals("b"));
            list.forEach(System.out::println);
       }
    }

### Comparator接口的使用 ###

Comparator是 JDK 为我们提供的一个函数式接口，该接口为比较 器接口。

**元素排序**

> 之前我们若要为集合内的元素排序，就必须调用 sort 方法，传入比 较器重写 compare 方法的比较器对象，现在我们还可以使用 lambda 表达式来简化代码。

public class Test7 {
        public static void main(String[] args) {
            List<String> list = new ArrayList<>();
            list.add("a");
            list.add("d");
            list.add("b");
            list.add("c");
            list.sort((o1,o2)->o1.compareTo(o2));
            list.forEach(System.out::println);
       }
    }

# Stream流介绍 #

## Stream流简介 ##

> Stream是数据渠道，用于操作数据源所生成的元素序列，它可以实 现对集合的复杂操作，例如过滤、排序和映射等。Stream不会改变 源对象，而是返回一个新的结果集。

## Stream流的生成方式 ##

> **生成流**：通过数据源（集合、数组等）创建一个流。
> 
> **中间操作**：一个流后面可以跟随零个或者多个中间操作，其目的主要是打开流，做出某种程度的数 据过滤/映射，然后返回一个新的流，交给下一个操作使用。
> 
> **终结操作**：一旦执行终止操作，就执行中间的链式操作，并产生结果。

# Stream流的常见方法 #

## 数据过滤 ##

public class Test8 {
        public static void main(String[] args) {
            List<String> list = new ArrayList<>();
            list.add("oldlu");
            list.add("oldlin");
            list.add("kevin");
            list.add("peter");
            //多条件and关系
            list.stream().filter(ele -> ele.startsWith("o")).filter(ele-
    >ele.endsWith("n")).collect(Collectors.toList()).forEach(System.out::println);
            System.out.println("------------------------");
            //多条件or关系
            Predicate<String> predicate1 = ele ->ele.startsWith("o");
            Predicate<String> predicate2 = ele->ele.endsWith("n");
            list.stream().filter(predicate1.or(predicate2)
    ).collect(Collectors.toList()).forEach(System.out::println);
       }
    }

## 数量限制 ##

public class Test9 {
        public static void main(String[] args) {
            List<String> list = new ArrayList<>();
            list.add("oldlu");
            list.add("oldlin");
            list.add("kevin");
            list.add("peter");
            //limit
          list.stream().limit(2).forEach(System.out::println);
       }
    }

## 元素排序 ##

public class Test10 {
        public static void main(String[] args) {
            List<String> list = new ArrayList<>();
            list.add("b");
            list.add("c");
            list.add("a");
            list.add("d");
            //升序排序
          list.stream().sorted(Comparator.naturalOrder()).forEach(System.out::println);
            System.out.println("---------------");
            //降序排序
          list.stream().sorted(Comparator.reverseOrder()).forEach(System.out::println);
       }
    }

[89a2cd634348434097dbe3783817808e.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/89a2cd634348434097dbe3783817808e.png
[7e6c9e6174194e74abbafd036a2b319c.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/7e6c9e6174194e74abbafd036a2b319c.png
[43cb74182f6a45109b6e343955acbb93.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/43cb74182f6a45109b6e343955acbb93.png