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:
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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:
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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:
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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:
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(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:
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(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:
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() -> {
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:
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Comparator comp
= (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:
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// Instead of (event) -> or (ActionEvent event) ->
eventHandler listener =
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:
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(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:
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// expression lambda
Comparator comp1 =
(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:
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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:
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Runnable r = () -> {
System.out.println(
"------"
);
try
{
Thread.sleep(
10
);
}
catch
(InterruptedException e) {
// catch exception
}
};
Callable c = () -> {
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:
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(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:
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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:
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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:
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List labels = ...;
Stream stream = labels.stream().map(Button::
new
);
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:
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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:
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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:
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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:
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Path first = Paths.get(
"/usr/bin"
);
Comparator comp = (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:
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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:
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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:
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public
static
Comparator 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:
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Arrays.sort(cities, (first, second) -> Integer.compare(first.length(),
second.length()));
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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:
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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
1.Runnable Lambda
来看几个示例, 下面是一个 Runnable 的示例:
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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();
}
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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();
}
这两个实现方式都没有参数也没有返回值。Runnable lambda 表达式使用代码块的方式把五行代码简化为一个语句。2 .Comparator Lambda
在 Java 中,Comparator 接口用来排序集合。在下面的示例中一个 ArrayList 中包含了一些 Person 对象, 并依据 Person 对象的 surName 来排序。下面是 Person 类中包含的 fields:
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public
class
Person {
private
String givenName;
private
String surName;
private
int
age;
private
Gender gender;
private
String eMail;
private
String phone;
private
String address;
}
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public
class
Person {
private
String givenName;
private
String surName;
private
int
age;
private
Gender gender;
private
String eMail;
private
String phone;
private
String address;
}
下面是分别用匿名内部类和 Lambda 表达式实现 Comparator 接口的方式:
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public
class
ComparatorTest {
public
static
void
main(String[] args) {
List personList = 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();
}
}
}
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public
class
ComparatorTest {
public
static
void
main(String[] args) {
List personList = 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();
}
}
}
可以看到 匿名内部类可以通过 Lambda 表达式实现。注意 第一个 Lambda 表达式定义了参数的类型为 Person;而第二个 Lambda 表达式省略了该类型定义。Lambda 表达式支持类型推倒,如果通过上下文可以推倒出所需要的类型,则可以省略类型定义。这里由于 我们把 Lambda 表达式用在一个使用泛型定义的 Comparator 地方,编译器可以推倒出这两个参数类型为 Person 。