【javaSE】 Lambda表达式与Lambda表达式的使用

今天药忘吃喽~ 2024-04-17 10:38 61阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  ?Lambda表达式的背景
 *   *  ?Lambda表达式的语法
     *  ?函数式接口
 *  ?Lambda表达式的基本使用
 *   *  ?语法精简
 *  ?变量捕获
 *   *  ?匿名内部类
     *  ?匿名内部类的变量捕获
     *  ?Lambda的变量捕获
 *  ?Lambda在集合当中的使用
 *   *  ?Collection接口
     *  ?List接口
     *  ? Map接口
 *  ?Lambda表达式总结
 *  ⭕总结

## ?Lambda表达式的背景 ##

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） 。

### ?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。

示例如下：

// 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)

### ?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();
    }

也提供了另一种方式：

@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");
    	}
    }

## ?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);
        }
    }

### ?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);
        }

## ?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

### ?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

匿名内部类的简单的使用如下:

/**
     * Created with IntelliJ IDEA.
     * Description:
     * User: GAOBO
     * Date: 2020-04-15
     * Time: 16:16
     */
    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！");
                }
            };
        }
    }

### ?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***

### ?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();
        }

## ?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  
![在这里插入图片描述][73cdb9dd32ae45b2b7be9ca1895993bd.png]

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

### ?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("遇事问春风乄");
            list.add("hello");
            list.add("博主");
            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：Hello 遇事问春风乄 hello 博主

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("遇事问春风乄");
            list.add("hello");
            list.add("博主");
    //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：Hello 遇事问春风乄 hello 博主

### ?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("遇事问春风乄");
            list.add("hello");
            list.add("博主");
            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：遇事问春风乄, Hello, hello, 博主

修改为lambda表达式：

public static void main(String[] args) {
        
    ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Hello");
        list.add("遇事问春风乄");
        list.add("hello");
        list.add("博主");
    	//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：遇事问春风乄, Hello, hello, 博主

### ? 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, "遇事问春风乄");
    	map.put(3, "hello");
    	map.put(4, "博主");
    	map.forEach(new BiConsumer<Integer, String>(){
        
    		@Override
    		public void accept(Integer k, String v){
        
    			System.out.println(k + "=" + v);
    		}
    	});
    }

输出结果：

> 1=hello 2=遇事问春风乄 3=hello 4=博主

使用lambda表达式后的代码：

输出结果：

> 1=hello 2=遇事问春风乄 3=hello 4=博主

## ?Lambda表达式总结 ##

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

## ⭕总结 ##