Java 8 lambda表达式的10个示例

package com.test.lambda;


import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.util.Arrays;
import java.util.IntSummaryStatistics;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;
import java.util.stream.Collectors;


import javax.swing.JButton;


/**
 * Lambda表达式 vs 匿名类
 * 既然lambda表达式即将正式取代Java代码中的匿名内部类，那么有必要对二者做一个比较分析。一个关键的不同点就是关键字 this。匿名类的 this 关键字指向匿名类，而lambda表达式的 this 关键字指向包围lambda表达式的类。
 * 另一个不同点是二者的编译方式。Java编译器将lambda表达式编译成类的私有方法。使用了Java 7的 invokedynamic 字节码指令来动态绑定这个方法。
 * @author xiaokai
 *
 */
public class ThreadLambda {


/**
* 用lambda表达式实现Runnable
* @return
*/
public static String ThreadImplRunnable() {


new Thread(new Runnable() {


@Override
public void run() {
System.out.println("Before Java8, too much code for too little to do");
}
}).start();
;


return "ThreadImplRunnable";
}


public static String lambdaImplRunnable() {
new Thread(() -> System.out.println("In Java8, Lambda expression rocks !!")).start();


return "lambdaImplRunnable";
}


/**
* example2 使用Java 8 lambda表达式进行事件处理
*/
public static void otherInnerExample() {
JButton show = new JButton("Show");
show.addActionListener(new ActionListener() {
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
System.out.println("Event handling without lambda expression is boring");
}
});
}


public static void otherLambdaExample() {
JButton show = new JButton("Show");
show.addActionListener((e) -> {
System.out.println("Light, Camera, Action !! Lambda expressions Rocks");
});
}


/**
* example 3 使用lambda表达式对列表进行迭代
*/
public static void collectionHandler() {
List features = Arrays.asList("Lambdas", "Default Method", "Stream API", "Date and Time API");
for (String feature : features) {
System.out.println(feature);
}
}


public static void collectionLambda() {
List features = Arrays.asList("Lambdas", "Default Method", "Stream API", "Date and Time API");
features.forEach(n -> System.out.println(n));


// 使用Java 8的方法引用更方便，方法引用由::双冒号操作符标示，
// 看起来像C++的作用域解析运算符
features.forEach(System.out::println);


}


/**
* example 4 Java 8也添加了一个包，叫做
* java.util.function。它包含了很多类，用来支持Java的函数式编程。其中一个便是Predicate，使用
* java.util.function.Predicate
* 函数式接口以及lambda表达式，可以向API方法添加逻辑，用更少的代码支持更多的动态行为
*/
public static void LambdaPrediCate() {
List languages = Arrays.asList("Java", "Scala", "C++", "Haskell", "Lisp");


System.out.println("Languages which starts with J :");
filter(languages, (str) -> str.startsWith("J"));


System.out.println("Languages which ends with a ");
filter(languages, (str) -> str.endsWith("a"));


System.out.println("Print all languages :");
filter(languages, (str) -> true);


System.out.println("Print no language : ");
filter(languages, (str) -> false);


System.out.println("Print language whose length greater than 4:");
filter(languages, (str) -> str.length() > 4);
// 等同于以上功能
languages.stream().filter((str) -> str.length() > 4).forEach(str ->System.out.print(str + "   "));
}


public static void filter(List names, Predicate condition) {
for (String name : names) {
if (condition.test(name)) {
System.out.print(name + "   ");
}
}
System.out.println();
}


/**
* example 5 java.util.function.Predicate 允许将两个或更多的 Predicate
* 合成一个。它提供类似于逻辑操作符AND和OR的方法，名字叫做and()、or()和xor()，用于将传入 filter() 方法的条件合并起来。
* 例如，要得到所有以J开始，长度为四个字母的语言，可以定义两个独立的 Predicate 示例分别表示每一个条件，然后用
* Predicate.and() 方法将它们合并起来
*/
public static void LambdaPrediCateCombine() {
List names = Arrays.asList("Java", "Scala", "C++", "Haskell", "Lisp", "Jaha");
// 甚至可以用and()、or()和xor()逻辑函数来合并Predicate，
// 例如要找到所有以J开始，长度为四个字母的名字，你可以合并两个Predicate并传入
Predicate startsWithJ = (n) -> n.startsWith("J");
Predicate fourLetterLong = (n) -> n.length() == 4;
System.out.println("nName, which starts with 'J' and four letter long is : ");
names.stream().filter(startsWithJ.and(fourLetterLong)).forEach((n) -> System.out.print(n + "   "));
}


/**
* example 6.1 Java 8中使用lambda表达式的Map和Reduce示例
*/
public static void LambdaPrediCateMapAndReduce() {
// 不使用lambda表达式为每个订单加上12%的税
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
for (Integer cost : costBeforeTax) {
double price = cost + 0.12 * cost;
System.out.println(price);
}


// 使用lambda表达式
costBeforeTax.stream().map((cost) -> cost + 0.12 * cost).forEach(System.out::println);
}


/**
* example 6.2 可以看到map将集合类（例如列表）元素进行转换的。还有一个 reduce()
* 函数可以将所有值合并成一个。Map和Reduce操作是函数式编程的核心操作，因为其功能，reduce 又被称为折叠操作。 另外，reduce
* 并不是一个新的操作，你有可能已经在使用它。SQL中类似 sum()、avg() 或者 count() 的聚集函数，实际上就是 reduce
* 操作，因为它们接收多个值并返回一个值。 流API定义的 reduce()
* 函数可以接受lambda表达式，并对所有值进行合并。IntStream这样的类有类似 average()、count()、sum()
* 的内建方法来做 reduce 操作，也有mapToLong()、mapToDouble()
* 方法来做转换。这并不会限制你，你可以用内建方法，也可以自己定义
*/
public static void LambdaPrediCateMapAndReduce2() {
// 不使用lambda表达式为每个订单加上12%的税
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
double total = 0;


for (Integer cost : costBeforeTax) {
double price = cost + 0.12 * cost;
total = total + price;
}
System.out.println("Total : " + total);
// 使用lambda表达式
double bill = costBeforeTax.stream().map((cost) -> cost + 0.12 * cost).reduce((sum, cost) -> sum + cost).get();
System.out.println("bill : " + bill);
}


/**
* example 7 通过过滤创建一个String列表
*/
public static void filterString() {
// 创建一个字符串列表，每个字符串长度大于2
List strList = Arrays.asList("abc", "", "bcd", "a", "defg", "jk");
List filtered = strList.stream().filter(x -> x.length() > 2).collect(Collectors.toList());
System.out.printf("Original List : %s, filtered list : %s %n", strList, filtered);
}


/**
* example 8 对列表的每个元素应用函数
*/
public static void eachElementAppliFunction() {
// 将字符串换成大写并用逗号链接起来
List G7 = Arrays.asList("USA", "Japan", "France", "Germany", "Italy", "U.K.", "Canada");
String G7Countries = G7.stream().map(x -> x.toUpperCase()).collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println(G7Countries);
}
/**
* example 9  去重列表中的值，创建一个子列表
*/
public static void distinctListElements() {
// 用所有不同的数字创建一个正方形列表
List numbers = Arrays.asList(9, 10, 3, 4, 7, 3, 4);
List distinct = numbers.stream().map(i -> i * i).distinct().collect(Collectors.toList());
System.out.printf("Original List : %s,  Square Without duplicates : %s %n", numbers, distinct);
}


/**
* example 10 计算集合元素的最大值、最小值、总和以及平均值
* IntStream、LongStream和 DoubleStream 等流的类中,有个非常有用的方法叫做 summaryStatistics(),可以返回 IntSummaryStatistics、LongSummaryStatistics或者 DoubleSummaryStatistics
* 描述流中元素的各种摘要数据。在本例中，我们用这个方法来计算列表的最大值getMax()和最小值getMin()。它也有 getSum() 和 getAverage() 方法来获得列表的所有元素的总和及平均值
* 
*/
public static void collectionFunctions(){
//获取数字的个数、最小值、最大值、总和以及平均值
List primes = Arrays.asList(2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29);
IntSummaryStatistics stats = primes.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();
System.out.println("Highest prime number in List : " + stats.getMax());
System.out.println("Lowest prime number in List : " + stats.getMin());
System.out.println("Sum of all prime numbers : " + stats.getSum());
System.out.println("Average of all prime numbers : " + stats.getAverage());
}

/**
* lambda表达式有个限制，那就是只能引用 final 或 final 局部变量，这就是说不能在lambda内部修改定义在域外的变量
* 如下注释的代码将会编译失败
* 只是访问它而不作修改是可以的
*/
public static void LambdaLimit(){
List primes = Arrays.asList(new Integer[]{2, 3,5,7});
int factor = 2;
/*primes.forEach(element -> { factor++; });*/

primes.forEach(i -> { System.out.println(factor*i); });
}



public static void main(String[] args) {


// ThreadImplRunnable();
// lambdaImplRunnable();


//collectionLambda();
LambdaPrediCate();
// LambdaPrediCateCombine();
// LambdaPrediCateMapAndReduce();
// LambdaPrediCateMapAndReduce2();
// filterString();
// eachElementAppliFunction();
//distinctListElements();
//collectionFunctions();
//LambdaLimit();
}

}

1）lambda表达式仅能放入如下代码：预定义使用了 @Functional 注释的函数式接口，自带一个抽象函数的方法，或者SAM（Single Abstract Method 单个抽象方法）类型。这些称为lambda表达式的目标类型，可以用作返回类型，或lambda目标代码的参数。例如，若一个方法接收Runnable、Comparable或者 Callable 接口，都有单个抽象方法，可以传入lambda表达式。类似的，如果一个方法接受声明于 java.util.function 包内的接口，例如 Predicate、Function、Consumer 或 Supplier，那么可以向其传lambda表达式。

2）lambda表达式内可以使用方法引用，仅当该方法不修改lambda表达式提供的参数。本例中的lambda表达式可以换为方法引用，因为这仅是一个参数相同的简单方法调用。

list.forEach(n -> System.out.println(n));
list.forEach(System.out::println);  // 使用方法引用

然而，若对参数有任何修改，则不能使用方法引用，而需键入完整地lambda表达式，如下所示：

list.forEach((String s) -> System.out.println( "*" + s + "*" ));

事实上，可以省略这里的lambda参数的类型声明，编译器可以从列表的类属性推测出来。

3）lambda内部可以使用静态、非静态和局部变量，这称为lambda内的变量捕获。

4）Lambda表达式在Java中又称为闭包或匿名函数，所以如果有同事把它叫闭包的时候，不用惊讶。

5）Lambda方法在编译器内部被翻译成私有方法，并派发 invokedynamic 字节码指令来进行调用。可以使用JDK中的 javap 工具来反编译class文件。使用 javap -p 或 javap -c -v 命令来看一看lambda表达式生成的字节码。大致应该长这样：

private static java.lang.Object lambda$ 0 (java.lang.String);

6）lambda表达式有个限制，那就是只能引用 final 或 final 局部变量，这就是说不能在lambda内部修改定义在域外的变量。

List primes = Arrays.asList( new Integer[]{ 2 , 3 , 5 , 7 });
int factor = 2 ;
primes.forEach(element -> { factor++; });

Compile time error : "local variables referenced from a lambda expression must be final or effectively final"

另外，只是访问它而不作修改是可以的，如下所示：

List primes = Arrays.asList( new Integer[]{ 2 , 3 , 5 , 7 });
int factor = 2 ;
primes.forEach(element -> { System.out.println(factor*element); });

输出：

4
6
10
14

因此，它看起来更像不可变闭包，类似于Python。

以上就是Java 8的lambda表达式的全部10个例子。此次修改将成为Java史上最大的一次，将深远影响未来Java开发者使用集合框架的方式。我想规模最相似的一次修改就是Java 5的发布了，它带来了很多优点，提升了代码质量，例如：泛型、枚举、自动装箱（Autoboxing）、静态导入、并发API和变量参数。上述特性使得Java代码更加清晰，我想lambda表达式也将进一步改进它。我在期待着开发并行第三方库，这可以使高性能应用变得更容易写。

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