为什么使用Lambda表达式
先看几个例子:
第一个例子,在一个独立的线程中执行某项任务,我们通常这么实现:
class Worker implements Runnable { public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) doWork(); } ... } Worker w = new Worker(); new Thread(w).start();
第二个例子,自定义字符串比较的方法(通过字符串长度),一般这么做:
class LengthComparator implements Comparator{ public int compare(String first, String second) { return Integer.compare(first.length(), second.length()); } } Arrays.sort(strings, new LengthComparator());
第三个例子,在JavaFX中,给一个button添加一个callback:
button.setOnAction(new EventHandler() { public void handle(ActionEvent event) { System.out.println("Thanks for clicking!"); } });
这些例子有一个共同点,就是:先定义一段代码块,传给某个对象或方法,然后被执行。在Lambda表
达式之前,Java是不允许直接传递代码块的,因为Java是面向对象的,因此必须传递一个对象,将要
执行的代码块封装到对象里。
Lambda表达式的语法
将上面第二个例子中的LengthComparator,用Lambda表达式表示为:
(String first, String second) -> Integer.compare(first.length(), second.length());
->前为参数列表,其后为表达式语句体;
如果表达式语句体不止一行,则将语句体写在{}中,与普通的函数一样:
(String first, String second) -> { if (first.length() > second.length()) { return 1; } else if (first.length() == second.length()) { return 0; } else { return -1; } };
如果没有参数,()还是需要带上,比如上面的第一个例子,可以表示为:
() -> { for (int i = 0; i < 1000; i ++) { doWork(); } }
如果参数的类型可以从上下文自动推断,则可以省略:
Comparatorcomp = (first, second) // Same as (String first, String second) -> Integer.compare(first.length(), second.length());
如果参数只有一个,且类型可以自动推断,则小括号()也可以省略:
// Instead of (event) -> or (ActionEvent event) -> eventHandlerlistener = event -> System.out.println("Thanks for clicking!");
lambda表达式的返回值的类型是自动推断的,因此不需要指明;在lambda表达式,某些条件分支中有
返回值,而其它分支没有返回值,是不允许的,如:
(x) -> { if (x >= 0) { return 1; } }
另外,expression lambda和statement lambda的区别是,expression lambda不需要
写return关键字,Java runtime会将表达式的结果作为返回值返回,而statement lambda是
写在{}中的表达式,需要使用return关键字,比如:
// expression lambda Comparatorcomp1 = (first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length()); // statement lambda Comparator comp2 = (first, second) -> { return Integer.compare(first.length(), second.length());};
Functional Interface
如果一个接口(interface)仅有一个抽象方法(abstract method),就称为
Functional Interface,比如Runnable、Comparator等。
在任何一个需要Functional Interface对象的地方,都可以使用lambda表达式:
Arrays.sort(words, (first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length()));
这里,sort()的第二个参数需要的是一个Comparator对象,而Comparator是
Functional Interface,因此可以直接传入lambda表达式,在调用该对象的compare()方法
时,就是执行该lambda表达式中的语句体;
如果lambda表达式的语句体会抛出异常,则对应的Functional Interface中的抽象方法必须抛
出了该异常,否则就需要在lambda表达式中显式捕获异常:
Runnable r = () -> { System.out.println("------"); try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { // catch exception } }; Callablec = () -> { System.out.println("--------"); Thread.sleep(10); return ""; };
Method Reference
如果将lambda表达式的参数作为参数传递给一个方法,他们的执行效果是相同的,则该lambda表达式
可以使用Method Reference表达,以下两种方式是等价的:
(x) -> System.out.println(x) System.out::println
其中System.out::println被称为Method Reference。
Method Reference主要有三种形式:
- object::instanceMethod
- Class::staticMethod
- Class::instanceMethod
对于前两种方式,对应的lambda表达式的参数和method的参数是一致的,比如:
System.out::println (x) -> System.out.println(x) Math::pow (x, y) -> Math.pow(x, y)
对于第三种方式,对应的lambda表达式的语句体中,第一个参数作为对象,调用method,将其它参数
作为method的参数,比如:
String::compareToIgnoreCase (s1, s2) -> s1.compareToIgnoreCase(s2) 1.5 Constructor Reference
Constructor Reference与Method Reference类似,只不过是特殊的method:new,具体调用的是哪个构造函数,由上下文环境决定,比如:
Listlabels = ...; Stream
Button::new等价于(x) -> Button(x),所以调用的构造函数是:Button(x);
除了创建单个对象,也可以创建对象数组,如下面两种方式等价:
int[]::new (x) -> new int[x]
变量作用域
lambd表达式会捕获当前作用域下可用的变量,比如:
public void repeatMessage(String text, int count) { Runnable r = () -> { for (int i = 0; i < count; i ++) { System.out.println(text); Thread.yield(); } }; new Thread(r).start(); }
但是这些变量必须是不可变的,为什么呢?看下面这个例子:
int matches = 0; for (Path p : files) new Thread(() -> { if (p has some property) matches++; }).start(); // Illegal to mutate matches
因为可变的变量在lambda表达式中不是线程安全的,这和内部类的要求是一致的,内部类中只能引用
外部定义的final变量;
lambda表达式的作用域与嵌套代码块的作用域是一样的,所以在lambd表达式中的参数名或变量名不
能与局部变量冲突,如:
Path first = Paths.get("/usr/bin"); Comparatorcomp = (first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length()); // Error: Variable first already defined
如果在lambda表达式中引用this变量,则引用的是创建该lambda表达式的方法的this变量,如:
public class Application() { public void doWork() { Runnable runner = () -> { ...; System.out.println(this.toString()); ... }; } }
所以这里的this.toString()调用的是Application对象的toString(),而不是Runnable
对象的。
Default Method
接口中只能有抽象方法,如果在已有的接口中新增一个方法,则该接口所有的实现类都需要实现该方法。
Java 8中引入了Default Method的概念,在接口中新增一个default方法,不会破坏已有的接
口规则,接口的实现类可以选择重写或直接继承该default方法,比如:
interface Person { long getId(); default String getName() { return "John Q. Public"; } }
Java是允许多继承的,如果一个类的父类中定义的方法和接口中定义的default方法完全相同,或者
一个类的两个接口中定义了完全相同的方法, 则如何处理这种冲突呢?处理规则如下:
如果是父类和接口的方法冲突:以父类中的方法为准,接口中的方法被忽略;
如果两个接口中的default方法冲突,则需要重写该方法解决冲突;
Static Method
Java 8之前,接口中只能定义static变量,Java 8开始,接口中可以添加static方法,比如
Comparator接口新增了一系列comparingXXX的static方法,比如:
public staticComparator comparingInt(ToIntFunction super T> keyExtractor) { Objects.requireNonNull(keyExtractor); return (Comparator & Serializable) (c1, c2) -> Integer.compare(keyExtractor.applyAsInt(c1), keyExtractor.applyAsInt(c2)); }
使用这个static方法,以下两种方式也是等价的:
1、
Arrays.sort(cities, (first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length()));
2、
Arrays.sort(cities, Comparator.comparingInt(String::length));
所以,以后我们在设计自己的接口时,不需要再定义单独的工具类(如Collections/Collection),
在接口中使用static方法就行了。
匿名内部类
在 Java 世界中,匿名内部类 可以实现在应用程序中可能只执行一次的操作。例如,在 Android 应用程序中,一个按钮的点击事件处理。你不需要为了处理一个点击事件单独编写一个独立的类,可以用匿名内部类完成该操作:
Button button = (Button) findViewById(R.id.button1); button.setOnClickListener(new OnClickListener() { @Override public void onClick(View view) { Toast.makeText(MainActivity.this, "Button Clicked", Toast.LENGTH_SHORT).show(); } });Lambda 示例
public void runnableTest() { System.out.println("=== RunnableTest ==="); // 一个匿名的 Runnable Runnable r1 = new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("Hello world one!"); } }; // Lambda Runnable Runnable r2 = () -> System.out.println("Hello world two!"); // 执行两个 run 函数 r1.run(); r2.run(); }
public void runnableTest() { System.out.println("=== RunnableTest ==="); // 一个匿名的 Runnable Runnable r1 = new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("Hello world one!"); } }; // Lambda Runnable Runnable r2 = () -> System.out.println("Hello world two!"); // 执行两个 run 函数 r1.run(); r2.run(); }
2. Comparator Lambda
public class Person { private String givenName; private String surName; private int age; private Gender gender; private String eMail; private String phone; private String address; }
public class Person { private String givenName; private String surName; private int age; private Gender gender; private String eMail; private String phone; private String address; }
public class ComparatorTest { public static void main(String[] args) { ListpersonList = Person.createShortList(); // 使用内部类实现排序 Collections.sort(personList, new Comparator () { public int compare(Person p1, Person p2) { return p1.getSurName().compareTo(p2.getSurName()); } }); System.out.println("=== Sorted Asc SurName ==="); for (Person p : personList) { p.printName(); } // 使用 Lambda 表达式实现 // 升序排列 System.out.println("=== Sorted Asc SurName ==="); Collections.sort(personList, (Person p1, Person p2) -> p1.getSurName().compareTo(p2.getSurName())); for (Person p : personList) { p.printName(); } // 降序排列 System.out.println("=== Sorted Desc SurName ==="); Collections.sort(personList, (p1, p2) -> p2.getSurName().compareTo(p1.getSurName())); for (Person p : personList) { p.printName(); } } }
public class ComparatorTest { public static void main(String[] args) { ListpersonList = Person.createShortList(); // 使用内部类实现排序 Collections.sort(personList, new Comparator () { public int compare(Person p1, Person p2) { return p1.getSurName().compareTo(p2.getSurName()); } }); System.out.println("=== Sorted Asc SurName ==="); for (Person p : personList) { p.printName(); } // 使用 Lambda 表达式实现 // 升序排列 System.out.println("=== Sorted Asc SurName ==="); Collections.sort(personList, (Person p1, Person p2) -> p1.getSurName().compareTo(p2.getSurName())); for (Person p : personList) { p.printName(); } // 降序排列 System.out.println("=== Sorted Desc SurName ==="); Collections.sort(personList, (p1, p2) -> p2.getSurName().compareTo(p1.getSurName())); for (Person p : personList) { p.printName(); } } }