【Java】反射, 枚举,Lambda表达式

怼烎@ 2023-09-25 12:38 59阅读 0赞

![在这里插入图片描述][3f9026f5c260455c8ecd6dfef03f83ed.gif_pic_center]✨**博客主页:**[ **心荣~**][Link 1]  
✨**系列专栏:**[**【Java SE】**][Java SE]  
✨**一句短话:** **难在坚持,贵在坚持,成在坚持!**

#### 文章目录 ####

*  一. 反射
 *   *  1. 反射的概述
     *  2. 反射的使用
     *   *  2.1 反射常用的类
         *  2.2 通过反射获取Class对象
         *  2.3 获得Class类相关的方法
         *  2.4 使用反射创建实例对象
         *  2.5 使用反射获取实例对象中的构造方法
         *  2.6 通过反射获取实例对象的属性
         *  2.7 通过反射获取实例对象的方法
         *  2.8 获得类中注解相关的方法
     *  3. 反射的优缺点
 *  二. 枚举
 *   *  1. 枚举的概述
     *  2. 枚举的使用
     *   *  2.1 switch语句中使用枚举
         *  2.2 枚举enum中的常用方法
     *  3. 自定义构造枚举对象
     *  4. 枚举的安全性
     *  5. 总结
 *  三. Lambda表达式
 *   *  1. 函数式接口
     *  2. 什么是Lambda表达式？
     *  3. Lambda表达式的基本使用
     *  4. 变量捕获
     *  5. Lambda在集合当中的使用
     *   *  5.1 Collection接口中的forEach方法
         *  5.2 Map中forEach方法
         *  5.3 大部分接口中的sort方法
     *  6. 总结

## 一. 反射 ##

### 1. 反射的概述 ###

*  **什么是反射**

Java的反射（reflection）机制是在**运行**状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的**所有属性和方法**；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性，既然能拿到那么，我们就可以修改部分类型信息；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射（reflection）机制。

*  **反射的基本信息**

Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型：**运行时类型(RTTI)和编译时类型**，例如Person p = new Student()；这句代码中p在编译时类型为Person，运行时类型为Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实 信心。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。

*  **反射的用途**

1.  在日常的第三方应用开发过程中，经常会遇到**某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应用开放**，这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法 。
2.  反射最重要的用途就是**开发各种通用框架**，比如在spring中，我们将所有的类Bean交给spring容器管理，无论是XML配置Bean还是注解配置，当我们从容器中获取Bean来依赖注入时，容器会读取配置，而配置中给的就是类的信息，spring根据这些信息，需要创建那些Bean，spring就动态的创建这些类。

### 2. 反射的使用 ###

#### 2.1 反射常用的类 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th><strong>类名</strong></th> 
   <th><strong>用途</strong></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Class类</td> 
   <td>代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Field类</td> 
   <td>代表类的成员变量/类的属性</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Method类</td> 
   <td>代表类的方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Constructor类</td> 
   <td>代表类的构造方法</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

Class代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 ，Java文件被编译后，生成了`.class`文件，JVM此时就要去加载`.class`文件 ，被编译后的Java文件，也就是`.class`文件会被JVM解析为一个对象，这个对象就是 `java.lang.Class` 。这样当程序在运行时，每个java文件就最终变成了Class类的一个实例。我们通过Java的反射机制应用到这个实例，就可以去**获得甚至去添加改变Class对象所对应类的属性和动作**, 使得这个类成 为一个动态的类 .

#### 2.2 通过反射获取Class对象 ####

反射获取对象一共有三种方式：

*  通过Class类中的通过forName方法。
 *  通过类名.class获取。
 *  通过使用实例对象调用getclass方法获取。

下面我们演示使用三种方式得到的对象是否是同一个对象，我们来获取相关Student类的类信息对象。

Student类定义：

class Student{
        
        //私有属性name
        private String name = "rong";
        //公有属性age
        public int age = 18;
        //不带参数的构造方法
        public Student(){
        
            System.out.println("Student()");
        }
        //带两个参数的构造方法
        private Student(String name,int age) {
        
            this.name = name;
            this.age = age;
            System.out.println("Student(String,name)");
        }
    
        private void eat(){
        
            System.out.println("i am eating");
        }
    
        public void sleep(){
        
            System.out.println("i am sleeping");
        }
    
        private void function(String str) {
        
            System.out.println("私有方法function被调用:"+str);
        }
    
        @Override
        public String toString() {
        
            return "Student{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", age=" + age +
                    '}';
        }
    }

获取对应类的Class对象：

public static void main(String[] args) {
        
        //有3种方式可以获取Class对象
        //1.通过对象的getClass()方法
        Student student1 = new Student();
        Class<?> c1 = student1.getClass();
        //2、通过类名.class获取
        Class<?> c2 = Student.class;
        //3. forName(“路径”)
        Class<?> c3 = null;
        try {
        
            c3 = Class.forName("Student");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
        
            throw new RuntimeException(e);
        }
        System.out.println(c1.equals(c2));
        System.out.println(c1.equals(c3));
        System.out.println(c2.equals(c3));
    }

执行结果:

通过结果发现, 三种方式获取到的对象是同一个.

![img][]

#### 2.3 获得Class类相关的方法 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th><strong>方法</strong></th> 
   <th><strong>用途</strong></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>getClassLoader()</td> 
   <td>获得类的加载器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getDeclaredClasses()</td> 
   <td>返回一个数组，数组中包含该类中所有类和接口类的对象(包括私有的)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>forName(String className)</td> 
   <td>根据类名返回类的对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>newInstance()</td> 
   <td>创建类的实例</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getName()</td> 
   <td>获得类的完整路径名字</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 2.4 使用反射创建实例对象 ####

首先获取到Class对象，然后通过Class对象中的newInstance()方法创建实例对象 .

需要注意的是newInstance()方法的返回值的是一个泛型，在编译阶段会被擦除为Object，所以我们在接收的时候需要强制类型转换 .

public static void main(String[] args) {
        
        //获取相关类的Class对象
        Class<?> c = Student.class;
        //使用newInstance方法创建实例
        try {
        
            //需要进行强转
            Student student = (Student) c.newInstance();
            System.out.println(student);
        } catch (InstantiationException e) {
        
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
        
            e.printStackTrace();
        }
    }

执行结果：

通过反射成功创建了Student类的实例。

![img][img 1]

#### 2.5 使用反射获取实例对象中的构造方法 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th><strong>方法</strong></th> 
   <th><strong>用途</strong></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>getConstructor(Class…&lt;?&gt; parameterTypes)</td> 
   <td>获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getConstructors()</td> 
   <td>获得该类的所有公有构造方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getDeclaredConstructor(Class…&lt;?&gt; parameterTypes)</td> 
   <td>获得该类中与参数类型匹配的构造方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getDeclaredConstructors()</td> 
   <td>获得该类所有构造方法</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

使用反射获取实例对象中构造方法然后创建实例对象:

1.  获取Class对象。
2.  通过上述的方法获取构造器。
3.  如果获取的是私有的构造方法，则需要记得通过构造器的`setAccessible`方法将访问权限开启。
4.  调用构造器中的`newInstance`方法获取对象。

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        
        //1.获取Clas对象
        Class<?> c = Class.forName("Student");
        //2.获取指定参数列表的构造器，演示获取Student中的一个私有构造器,参数传形参列表类型
        try {
        
            Constructor<?> constructor = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
            //获取的私有构造方法，需要打开访问权限,默认关闭
            constructor.setAccessible(true);
            //3.根据获取到的构造器获取实例对象,使用newInstance方法,需要传入构造器需要的参数
            Student student = (Student) constructor.newInstance("张三", 20);
            System.out.println(student);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
        
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
        
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
        
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
        
            e.printStackTrace();
        }
    }

运行结果:

获取到了私有的构造器，按照所传参数创建实例对象。

![img][img 2]

#### 2.6 通过反射获取实例对象的属性 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th><strong>方法</strong></th> 
   <th><strong>用途</strong></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>getField(String name)</td> 
   <td>获得某个公有的属性对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getFields()</td> 
   <td>获得所有公有的属性对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getDeclaredField(String name)</td> 
   <td>获得某个属性对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getDeclaredFields()</td> 
   <td>获得所有属性对象</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

通过如下过程修改一个对象的私有属性:

1.  获取Class对象。
2.  创建或通过反射实例化一个需要修改其私有字段的类。
3.  通过属性名，调用上述getDeclaredField方法获取对应的属性对象。
4.  通过setAccessible方法设置为访问私有属性开权限。
5.  通过Field对象的set方法，修改传入对象中的对应属性。

public static void main(String[] args) {
        
        //1.获取Class对象
        Class<?> c = Student.class;
        try {
        
            //2.通过反射创建实例对象
            Student student = (Student) c.newInstance();
            //3.获取私有属性name
            Field field =  c.getDeclaredField("name");
            //4.给该私有属性开权限
            field.setAccessible(true);
            //5.修改该私有属性
            field.set(student, "被反射修改的私有属性");
            System.out.println(student);
        } catch (NoSuchFieldException e) {
        
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
        
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
        
            e.printStackTrace();
        }
    }

运行结果:

实例对象里面的私有属性name被修改了。

![img][img 3]

#### 2.7 通过反射获取实例对象的方法 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th><strong>方法</strong></th> 
   <th><strong>用途</strong></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>getMethod(String name, Class…&lt;?&gt; parameterTypes)</td> 
   <td>获得该类某个公有的方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getMethods()</td> 
   <td>获得该类所有公有的方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getDeclaredMethod(String name, Class…&lt;?&gt; parameterTypes)</td> 
   <td>获得该类某个方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getDeclaredMethods()</td> 
   <td>获得该类所有方法</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

通过如下过程获取Student对象中的私有方法function:

1.  获取相关Student类的Class对象。
2.  创建或通过反射实例化一个Student。
3.  通过class对象获取到实例对象中的方法对象，参数为方法名，形参类型列表。
4.  为获取的私有方法开访问权限。
5.  通过invork方法调用方法。

public static void main(String[] args) {
        
        try {
        
            //1.获取Class对象
            Class<?> c = Class.forName("Student");
            //2.获取Student的一个实例对象
            Student student = (Student) c.newInstance();
            //3.通过class对象获取实例的方法对象，参数为方法名，以及形参列表
            Method method =  c.getDeclaredMethod("function", String.class);
            //4.为私有方法开访问权限
            method.setAccessible(true);
            //5.通过invork方法调用方法
            method.invoke(student, "传入私有方法参数");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
        
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
        
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
        
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
        
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
        
            e.printStackTrace();
        }
    }

运行结果:

通过反射可以获取到实例对象的私有方法并进行调用。

![img][img 4]

#### 2.8 获得类中注解相关的方法 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th><strong>方法</strong></th> 
   <th><strong>用途</strong></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>getAnnotation(Class annotationClass)</td> 
   <td>返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getAnnotations()</td> 
   <td>返回该类所有的公有注解对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getDeclaredAnnotation(Class annotationClass)</td> 
   <td>返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getDeclaredAnnotations()</td> 
   <td>返回该类所有的注解对象</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 3. 反射的优缺点 ###

**优点**：

1.  对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法
2.  增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力
3.  反射已经运用在了很多流行框架如：Struts、Hibernate、Spring 等等。

**缺点**：

1.  使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。
2.  反射技术绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂 。

## 二. 枚举 ##

### 1. 枚举的概述 ###

枚举是在JDK1.5以后引入的; 关键字**enum**可以将一组**具名的值的有限集合**创建为一种**新的类型**，而这些具名的值可以作为常规的程序组件使用，这个新的类型就是**枚举**。

主要用途是：将一组常量组织起来，在这之前表示一组常量通常使用定义常量的方式：

public static int final RED = 1;
    public static int final GREEN = 2;
    public static int final BLACK = 3;

但是常量举例有不好的地方，例如：可能碰巧有个数字1，但是他有可能误会为是RED，现在我们可以直接用枚举来进行组织，这样一来，就拥有了类型，枚举类型。而不是普通的整形1.

下面是创建一个Color枚举类型 :

public enum Color {
        
        RED,BLUE,GREEN,YELLOW,BLACK;
    }

优点：将常量组织起来统一进行管理

场景：错误状态码，消息类型，颜色的划分，状态机等等…

**本质**：**是 java.lang.Enum 的子类，也就是说，自己写的枚举类，就算没有显示的继承 Enum ，但是其默认继承了这个类**。

### 2. 枚举的使用 ###

#### 2.1 switch语句中使用枚举 ####

switch语句中可以使用枚举来提高代码的可读性。

其实enum关键字组织的是一个特殊的类，里面包含一个或多个的枚举对象，下面定义的Color，其实里面包含了3个枚举对象，每个对象都是Color类型。

enum Color {
        
        BLACK,YELLOW,GREEN;
    }
    public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Color color = Color.YELLOW;
            switch (color) {
        
                case BLACK:
                    System.out.println("BLACK");
                    break;
                case YELLOW:
                    System.out.println("YELLOW");
                    break;
                case GREEN:
                    System.out.println("GREEN");
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    }

运行结果:

![img][img 5]

#### 2.2 枚举enum中的常用方法 ####

枚举中常用的方法如下：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th><strong>方法名称</strong></th> 
   <th><strong>描述</strong></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>values()</td> 
   <td>以数组形式返回枚举类型的所有成员</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ordinal()</td> 
   <td>获取枚举成员的索引位置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>valueOf()</td> 
   <td>将普通字符串转换为枚举实例</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>compareTo()</td> 
   <td>比较两个枚举成员在定义时的顺序</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**关于Enum类源码中找不到values()方法的解释:**

values方法，在编译前无法找到，这是因为enum声明实际上定义了一个类，我们可以通过定义的enum调用一些方法，Java编译器会自动在enum类型中插入一些方法，其中就包括values()，valueOf()，所以我们的程序在没编译的时候，就没办法查看到values()方法以及源码，这也是枚举的特殊性。

*  **使用values()得到一个含有所有枚举对象的一个数组**：

public enum Color {
        
        BLACK,YELLOW,GREEN;
    
        public static void main(String[] args) {
        
            Color[] colors = Color.values();
            for (Color c : colors) {
        
                System.out.println(c);
            }
        }
    }

运行结果:

![img][img 6]

*  **使用valueOf()通过一个字符串获取同名枚举**:

public enum Color {
        
        BLACK,YELLOW,GREEN;
        public static void main(String[] args) {
        
            Color color = Color.valueOf("BLACK");
            System.out.println(color);
        }
    }

运行结果:

![img][img 7]

*  **使用ordinal()获取枚举在枚举类中的位置次序，也就是索引:**

public enum Color {
        
        BLACK,YELLOW,GREEN;
        public static void main(String[] args) {
        
            Color[] colors = Color.values();
            for (Color c : colors) {
        
                System.out.println(c + "的索引:" + c.ordinal());
            }
        }
    }

运行结果:

![img][img 8]

*  **使用compareTo() 比较两个枚举成员在定义时的顺序:**

public enum Color {
        
        BLACK,YELLOW,GREEN;
        public static void main(String[] args) {
        
            System.out.println(Color.GREEN.compareTo(Color.YELLOW));
            System.out.println(Color.BLACK.compareTo(Color.YELLOW));
        }
    }

运行结果:

![img][img 9]

### 3. 自定义构造枚举对象 ###

上面的例子中enum本质上其实是一个特殊的类，默认继承了抽象类java.lang.Enum，里面包含了一个或多个枚举对象，并且这些枚举对象默认情况下都是通过无参数的构造方法构造的，

其实我们可以在枚举类中自定义属性方法以及构造方法，实现自定义枚举对象.

看下面的写法, 和上面的例子是一样的 , 只不过上面的写法是无参构造省略了 ( )

![img][img 10]

我们可以自己在枚举类中定义一些属性, 然后去写含有含有参数的构造方法, 实现自定义枚举;

**注意** : **枚举中的构造方法必须(默认)是私有的, 且当我们写了含有参数的构造方法时, 编译器不会再提提供无参的构造方法 , 所以此时需要按照我们自己写的构造方法传入参数;**

public enum Color {
        
        BLACK("BLACK", 11, 1),
        YELLOW("YELLOW", 12, 2),
        GREEN("GREEN", 13, 3);
        public String colorName;
        public int colorId;
        public int ordonal;
    
        Color(String colorName, int colorId, int ordonal) {
        
            this.colorName = colorName;
            this.colorId = colorId;
            this.ordonal = ordonal;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
        
            return "Color{" +
                    "colorName='" + colorName + '\'' +
                    ", colorId=" + colorId +
                    ", ordonal=" + ordonal +
                    '}';
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            Color[] colors = Color.values();
            for (Color c : colors) {
        
                System.out.println(c);
            }
        }
    }

运行结果:

![img][img 11]

### 4. 枚举的安全性 ###

首先看下面的代码, 我们想要从外部通过反射获取到枚举类:

public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //尝试获取枚举对象
            Class<?> c = Color.class;
            try {
        
                //获取构造方法对象
                Constructor<?> constructor = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
                //开权限
                constructor.setAccessible(true);
                //通过构造方法构造对象
                Color color = (Color) constructor.newInstance("蓝色", 88, 2);
                System.out.println(color);
            } catch (NoSuchMethodException e) {
        
                e.printStackTrace();
            } catch (InvocationTargetException e) {
        
                e.printStackTrace();
            } catch (InstantiationException e) {
        
                e.printStackTrace();
            } catch (IllegalAccessException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

运行结果:

![img][img 12]

结果中抛出一个`java.lang.NoSuchMethodException: Color.<init>(java.lang.String, int, int)`异常，表示没有找到我们给定参数列表的构造方法，但是我们枚举类中是定义过这个构造方法的，那么这里报错的原因是什么呢?

上面说过枚举类是默认继承抽象类java.lang.Enum的，所以要构造enum需要先帮助父类完成构造，但是枚举类与一般的类相比比较特殊，它**不是使用super关键字进行显示地帮助父类构造，而是在编译后会多插入两个参数来帮助父类构造**，也就是说，**我们传参时要在原本所定义的构造方法参数列表基础上前面再添加String和int类型的两个参数**

所以实际情况下，我们需要在反射获取构造器时，多写两个参数

Constructor<?> constructor = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, String.class, int.class, int.class);

再次运行程序结果如下:

![img][img 13]

可以发现结果还是会抛出异常，但是此时抛的不是构造方法找不到的异常，而是枚举无法进行反射异常`Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: Cannot reflectively create enum objects`;

所以枚举对象是无法通过反射得到的, 这也就保证了枚举的安全性;

其实枚举无法通过反射获取到枚举对象是因为在\*\*newInstance\*\*\*\*()\*\*中获取枚举对象时，会过滤掉枚举类型，如果遇到的是枚举类型就会抛出异常。

![img][img 14]

### 5. 总结 ###

1.  枚举本身就是一个类，其构造方法默认为私有的，且都是默认继承与 java.lang.Enum
2.  枚举可以避免反射和序列化问题
3.  枚举实现单例模式是安全的

**枚举的优点：**

*  枚举常量更简单安全
 *  枚举具有内置方法 ，代码更优雅

**枚举的缺点：**

*  不可继承，无法扩展

## 三. Lambda表达式 ##

### 1. 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();
    }

基于jdk1.8, 还以有如下定义:

@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. 什么是Lambda表达式？ ###

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） 。

**Lambda表达式的语法**:

(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。

**常用的lambda表达式格式：**

// 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)

### 3. Lambda表达式的基本使用 ###

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，其是return语句，那么大括号可以省略，且去掉return关键字

以下面这些接口为例:

//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);
    }

实现接口最原始的方式就是定义一个类去重写对应的方法，其次更简便的方式就是使用匿名内部类去实现接口;

public class TestDemo {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = new NoParameterNoReturn(){
        
                @Override
                public void test() {
        
                    System.out.println("hello");
                }
            };
            noParameterNoReturn.test();
        }
    }

那么这里使用lambda表达式, 可以进一步进行简化;

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);
        }
    }

上面的的代码根据开头的省略规则还可以进一步省略, 如下:

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
                    = a-> System.out.println("一个参数无返回值："+ a);
            oneParameterNoReturn.test(10);
    
            MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn
                    = (a,b)-> System.out.println("多个参数无返回值："+a+" "+b);
            moreParameterNoReturn.test(20,30);
    
            //有返回值无参数！
            NoParameterReturn noParameterReturn = ()->40;
            int ret = noParameterReturn.test();
            System.out.println(ret);
    
            //有返回值有一个参数！
            OneParameterReturn oneParameterReturn = a->a;
            ret = oneParameterReturn.test(50);
            System.out.println(ret);
    
            //有返回值多个参数！
            MoreParameterReturn moreParameterReturn = (a,b)->a+b;
            ret = moreParameterReturn.test(60,70);
            System.out.println(ret);
        }
    }

还有一种写法更加简洁, 但可读性就… , 比如:

OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = a-> System.out.println(a);

可以简化成下面的样子, 看不太懂了…

OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = System.out::println;

### 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 。

在匿名内部类中，只能捕获到常量，或者没有发生修改的变量，因为lambda本质也是实现函数式接口，所以lambda也满足此变量捕获的规则。

下面的代码捕获的变量num未修改, 程序可以正常编译和运行;

![img][img 15]

当捕获的变量num是修改过的, 则会报错;

![img][img 16]

### 5. Lambda在集合当中的使用 ###

#### 5.1 Collection接口中的forEach方法 ####

注意：Collection的forEach()方 法是从接口 java.lang.Iterable 拿过来的。

forEach方法需要传递的参数是Consumer<? super E> action，这个参数也是一个函数式接口，需要重写里面的accept方法。

![img][img 17]

使用匿名内部类，accept中的t参数表示集合中迭代出的元素，我们可以对该元素设定操作, 这里重写的方法只做输出操作;

public static void main(String[] args) {
        
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("欣");
        list.add("欣");
        list.add("向");
        list.add("荣");
        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+" ");
            }
        });
    }

执行结果:

![img][img 18]

我们可以将上面的匿名内部类使用lambda表示，它只有一个参数没有返回值，上面的代码变为

public static void main(String[] args) {
        
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("欣");
        list.add("欣");
        list.add("向");
        list.add("荣");
        list.forEach(s -> System.out.print(s + " "));
    }

#### 5.2 Map中forEach方法 ####

map中的forEach方法和前面Collection中的forEach方法的使用其实都差不多，换了一个参数而已，这个参数BiConsumer<? super K, ? super V> action同样是一个函数式接口，我们需要传入一个实现该接口的实现类。

![img][img 19]

使用匿名内部类:

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

运行结果:

![img][img 20]

同样的对上面代码可以使用lambda表达式来实现，这是一个含有两个参数无返回值的函数式接口，上面的代码改为：

public static void main(String[] args) {
        
        Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
        map.put(1, "欣");
        map.put(2, "欣");
        map.put(3, "向");
        map.put(4, "荣");
        map.forEach((k,v)-> System.out.println(k + "=" + v));
    }

#### 5.3 大部分接口中的sort方法 ####

大部分接口中的sort方法，默认都是按照升序的方式进行排序，如果需要对自定义类进行排序或者实现自定义规则的排序，需要额外传入一个Comparator的实现类对象(比较器) ; 这里以List集合中的sort方法为例 .

![img][img 21]

public static void main(String[] args) {
        
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("aaaa");
        list.add("bbb");
        list.add("cc");
        list.add("d");
        list.sort(new Comparator<String>() {
        
            @Override
            public int compare(String str1, String str2){
        
                //注意这里比较的是长度
                return str1.length()-str2.length();
            }
        });
        System.out.println(list);
    }

运行结果:

![img][img 22]

同样的对上面代码可以使用lambda表达式来实现，这是一个含有两个参数有返回值的函数式接口，上面的代码改为：

public static void main(String[] args) {
        
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("aaaa");
        list.add("bbb");
        list.add("cc");
        list.add("d");
        //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);
    }

### 6. 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

[3f9026f5c260455c8ecd6dfef03f83ed.gif_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/3f9026f5c260455c8ecd6dfef03f83ed.gif#pic_center
[Link 1]: https://blog.csdn.net/Trong_?spm=1000.2115.3001.5343
[Java SE]: https://blog.csdn.net/trong_/category_11933690.html?spm=1001.2014.3001.5482
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[img 5]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/d3ccb25c76c2cdc9f003205895235688.png
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[img 18]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/d9bf9db98e75ebb49619dc02b57e9783.png
[img 19]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/906c81175cad0a5273068aa993b792e2.png
[img 20]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/f398794f4a1be96d4fb8f18ebabb0ed1.png
[img 21]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/b63157b864ba198223ac6064580b4d65.png
[img 22]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/157aa10dabdb27d3258f2c5ffe33de0d.png