Java8-Lambda表达式
Lambda 表达式简介
Lambda 表达式是一种匿名函数(对 Java 而言这并不完全正确，但现在姑且这么认为)，简单地说，它是没有声明的方法，也即没有访问修饰符、返回值声明和名字。
你可以将其想做一种速记，在你需要使用某个方法的地方写上它。当某个方法只使用一次，而且定义很简短，使用这种速记替代之尤其有效，这样，你就不必在类中费力写声明与方法了。
Java 中的 Lambda 表达式通常使用 (argument) -> (body) 语法书写，例如：
(arg1, arg2...) -> { body }
(type1 arg1, type2 arg2...) -> { body }
以下是一些 Lambda 表达式的例子：
(int a, int b) -> { return a + b; }
() -> System.out.println("Hello World");
(String s) -> { System.out.println(s); }
() -> 42
() -> { return 3.1415 };
Lambda 表达式的结构
让我们了解一下 Lambda 表达式的结构。
- 一个 Lambda 表达式可以有零个或多个参数
- 参数的类型既可以明确声明，也可以根据上下文来推断。例如：
(int a)与(a)效果相同 - 所有参数需包含在圆括号内，参数之间用逗号相隔。例如：
(a, b)或(int a, int b)或(String a, int b, float c) - 空圆括号代表参数集为空。例如：
() -> 42 - 当只有一个参数，且其类型可推导时，圆括号（）可省略。例如：
a -> return a*a - Lambda 表达式的主体可包含零条或多条语句
- 如果 Lambda 表达式的主体只有一条语句，花括号{}可省略。匿名函数的返回类型与该主体表达式一致
- 如果 Lambda 表达式的主体包含一条以上语句，则表达式必须包含在花括号{}中（形成代码块）。匿名函数的返回类型与代码块的返回类型一致，若没有返回则为空
什么是函数式接口
在 Java 中，Marker（标记）类型的接口是一种没有方法或属性声明的接口，简单地说，marker 接口是空接口。相似地，函数式接口是只包含一个抽象方法声明的接口。
java.lang.Runnable 就是一种函数式接口，在 Runnable 接口中只声明了一个方法 void run()，相似地，ActionListener 接口也是一种函数式接口，我们使用匿名内部类来实例化函数式接口的对象，有了 Lambda 表达式，这一方式可以得到简化。
每个 Lambda 表达式都能隐式地赋值给函数式接口，例如，我们可以通过 Lambda 表达式创建 Runnable 接口的引用。
Runnable r = () -> System.out.println("hello world");
当不指明函数式接口时，编译器会自动解释这种转化：
new Thread(
() -> System.out.println("hello world")
).start();
因此，在上面的代码中，编译器会自动推断：根据线程类的构造函数签名 public Thread(Runnable r) { }，将该 Lambda 表达式赋给 Runnable 接口。
以下是一些 Lambda 表达式及其函数式接口：
Consumer c = (int x) -> { System.out.println(x) };
BiConsumer b = (Integer x, String y) -> System.out.println(x + " : " + y);
Predicate p = (String s) -> { s == null };
@FunctionalInterface 是 Java 8 新加入的一种接口，用于指明该接口类型声明是根据 Java 语言规范定义的函数式接口。Java 8 还声明了一些 Lambda 表达式可以使用的函数式接口，当你注释的接口不是有效的函数式接口时，可以使用 @FunctionalInterface 解决编译层面的错误。
以下是一种自定义的函数式接口： @FunctionalInterface public interface WorkerInterface {
public void doSomeWork();
}
根据定义，函数式接口只能有一个抽象方法，如果你尝试添加第二个抽象方法，将抛出编译时错误。例如：
@FunctionalInterface
public interface WorkerInterface {
public void doSomeWork();
public void doSomeMoreWork();
}
错误：
Unexpected @FunctionalInterface annotation
@FunctionalInterface ^ WorkerInterface is not a functional interface multiple
non-overriding abstract methods found in interface WorkerInterface 1 error
函数式接口定义好后，我们可以在 API 中使用它，同时利用 Lambda 表达式。例如：
//定义一个函数式接口
@FunctionalInterface
public interface WorkerInterface {
public void doSomeWork();
}
public class WorkerInterfaceTest {
public static void execute(WorkerInterface worker) {
worker.doSomeWork();
}
public static void main(String [] args) {
//invoke doSomeWork using Annonymous class
execute(new WorkerInterface() {
@Override
public void doSomeWork() {
System.out.println("Worker invoked using Anonymous class");
}
});
//invoke doSomeWork using Lambda expression
execute( () -> System.out.println("Worker invoked using Lambda expression") );
}
}
输出：
Worker invoked using Anonymous class
Worker invoked using Lambda expression
这上面的例子里，我们创建了自定义的函数式接口并与 Lambda 表达式一起使用。execute() 方法现在可以将 Lambda 表达式作为参数。
Lambda 表达式举例
学习 Lambda 表达式的最好方式是学习例子。
线程可以通过以下方法初始化：
//旧方法:
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Hello from thread");
}
}).start();
//新方法:
new Thread(
() -> System.out.println("Hello from thread")
).start();
事件处理可以使用 Java 8 的 Lambda 表达式解决。下面的代码中，我们将使用新旧两种方式向一个 UI 组件添加 ActionListener：
//Old way:
button.addActionListener(new ActionListener() {
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
System.out.println("The button was clicked using old fashion code!");
}
});
//New way:
button.addActionListener( (e) -> {
System.out.println("The button was clicked. From Lambda expressions !");
});
以下代码的作用是打印出给定数组中的所有元素。注意，使用 Lambda 表达式的方法不止一种。在下面的例子中，我们先是用常用的箭头语法创建 Lambda 表达式，之后，使用 Java 8 全新的双冒号(::)操作符将一个常规方法转化为 Lambda 表达式：
//Old way:
List list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7);
for(Integer n: list) {
System.out.println(n);
}
//New way:
List list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7);
list.forEach(n -> System.out.println(n));
//or we can use :: double colon operator in Java 8
list.forEach(System.out::println);
在下面的例子中，我们使用断言(Predicate)函数式接口创建一个测试，并打印所有通过测试的元素，这样，你就可以使用 Lambda 表达式规定一些逻辑，并以此为基础有所作为：
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;
public class Main {
public static void main(String [] a) {
List list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7);
System.out.println("Print all numbers:");
evaluate(list, (n)->true);
System.out.println("Print no numbers:");
evaluate(list, (n)->false);
System.out.println("Print even numbers:");
evaluate(list, (n)-> n%2 == 0 );
System.out.println("Print odd numbers:");
evaluate(list, (n)-> n%2 == 1 );
System.out.println("Print numbers greater than 5:");
evaluate(list, (n)-> n > 5 );
}
public static void evaluate(List list, Predicate predicate) {
for(Integer n: list) {
if(predicate.test(n)) {
System.out.println(n + " ");
}
}
}
}
输出：
Print all numbers: 1 2 3 4 5 6 7
Print no numbers:
Print even numbers: 2 4 6
Print odd numbers: 1 3 5 7
Print numbers greater than 5: 6 7
下面的例子使用 Lambda 表达式打印数值中每个元素的平方，注意我们使用了 .stream() 方法将常规数组转化为流。Java 8 增加了一些超棒的流 APIs。java.util.stream.Stream 接口包含许多有用的方法，能结合 Lambda 表达式产生神奇的效果。我们将 Lambda 表达式 x -> x*x 传给 map() 方法，该方法会作用于流中的所有元素。之后，我们使用 forEach 方法打印数据中的所有元素：
//Old way:
List list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7);
for(Integer n : list) {
int x = n * n;
System.out.println(x);
}
//New way:
List list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7);
list.stream().map((x) -> x*x).forEach(System.out::println);
下面的例子会计算给定数值中每个元素平方后的总和。请注意，Lambda 表达式只用一条语句就能达到此功能，这也是 MapReduce 的一个初级例子。我们使用 map() 给每个元素求平方，再使用 reduce() 将所有元素计入一个数值：
//Old way:
List list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7);
int sum = 0;
for(Integer n : list) {
int x = n * n;
sum = sum + x;
}
System.out.println(sum);
//New way:
List list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7);
int sum = list.stream().map(x -> x*x).reduce((x,y) -> x + y).get();
System.out.println(sum);
Lambda 表达式与匿名类的区别
使用匿名类与 Lambda 表达式的一大区别在于关键词的使用。对于匿名类，关键词 this 解读为匿名类，而对于 Lambda 表达式，关键词 this 解读为写就 Lambda 的外部类。
举个栗子!
public class HelloLambda {
Runnable r1 = () -> System.out.println(this);
Runnable r2 = () -> System.out.println(toString());
@Override
public String toString() {
return "Hello, lambda!";
}
public static void main(String[] args) {
new HelloLambda().r1.run();
new HelloLambda().r2.run();
}
}复制代码上面的代码最终会打印两个Hello, lambda!，与之相类似的内部类则会打印出类似HelloLambda$1@32a890和HelloLambda$1@6b32098这种出乎意料的字符串。
例子:
public class LambdaTest {
public static void main(String[] arg){
int num = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
System.out.println("处理器数: " + num);
//1.用lambda表达式实现Runnable
// Java 8之前：
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Before Java8, too much code for too little to do");
}
}).start();
//Java 8方式：
new Thread( () -> System.out.println("In Java8, Lambda expression rocks !!") ).start();
new Thread( () -> {
System.out.println("In Java8, Lambda expression rocks !!");
}).start();
//2.使用lambda表达式对列表进行迭代
String[] atp = {"Rafael Nadal", "Novak Djokovic",
"Stanislas Wawrinka",
"David Ferrer","Roger Federer",
"Andy Murray","Tomas Berdych",
"Juan Martin Del Potro"};
List players = Arrays.asList(atp);
// 以前的循环方式
for (String player : players) {
System.out.print(player + "; ");
}
// 使用 lambda 表达式以及函数操作(functional operation)
players.forEach((player) -> System.out.print(player + "; "));
// 在 Java 8 中使用双冒号操作符(double colon operator)
players.forEach(System.out::println);
//3.使用Lambdas排序集合
//使用匿名内部类进行排序
// players.sort(new Comparator() {
// @Override
// public int compare(String o1, String o2) {
// return (o1.compareTo(o2));
// }
// });
// System.out.println("排序后: ");
// players.forEach((player) -> System.out.print(player + "; "));
//使用Lambda
Comparator sortByName = (String s1, String s2) -> (s1.compareTo(s2));
Collections.sort(players, sortByName);
System.out.println("排序后: ");
players.forEach((player) -> System.out.print(player + "; "));
//使用lambda表达式和函数式接口Predicate
System.out.println("测试Predicate");
testPredicate();
}
public static void testPredicate(){
List javaProgrammers = new ArrayList() {
{
add(new Person("Elsdon", "Jaycob", "Java programmer", "male", 43, 2000));
add(new Person("Tamsen", "Brittany", "Java programmer", "female", 23, 1500));
add(new Person("Floyd", "Donny", "Java programmer", "male", 33, 1800));
add(new Person("Sindy", "Jonie", "Java programmer", "female", 32, 1600));
add(new Person("Vere", "Hervey", "Java programmer", "male", 22, 1200));
add(new Person("Maude", "Jaimie", "Java programmer", "female", 27, 1900));
add(new Person("Shawn", "Randall", "Java programmer", "male", 30, 2300));
add(new Person("Jayden", "Corrina", "Java programmer", "female", 35, 1700));
add(new Person("Palmer", "Dene", "Java programmer", "male", 33, 2000));
add(new Person("Addison", "Pam", "Java programmer", "female", 34, 1300));
}
};
List phpProgrammers = new ArrayList() {
{
add(new Person("Jarrod", "Pace", "PHP programmer", "male", 34, 1550));
add(new Person("Clarette", "Cicely", "PHP programmer", "female", 23, 1200));
add(new Person("Victor", "Channing", "PHP programmer", "male", 32, 1600));
add(new Person("Tori", "Sheryl", "PHP programmer", "female", 21, 1000));
add(new Person("Osborne", "Shad", "PHP programmer", "male", 32, 1100));
add(new Person("Rosalind", "Layla", "PHP programmer", "female", 25, 1300));
add(new Person("Fraser", "Hewie", "PHP programmer", "male", 36, 1100));
add(new Person("Quinn", "Tamara", "PHP programmer", "female", 21, 1000));
add(new Person("Alvin", "Lance", "PHP programmer", "male", 38, 1600));
add(new Person("Evonne", "Shari", "PHP programmer", "female", 40, 1800));
}
};
System.out.println("所有java程序员的姓名:");
javaProgrammers.forEach((p) ->System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
System.out.println("所有php程序员的姓名:");
phpProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
//Consumer是java8的函数式接口
System.out.println("给程序员加薪 5% :");
Consumer giveRaise = e -> e.setSalary(e.getSalary() / 100 * 5 + e.getSalary());
javaProgrammers.forEach(giveRaise);
phpProgrammers.forEach(giveRaise);
System.out.println("下面是月薪超过 $1,400 的PHP程序员:");
phpProgrammers.stream()
.filter((p) -> (p.getSalary() > 1400))
.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
// 定义 filters
Predicate ageFilter = (p) -> (p.getAge() > 25);
Predicate salaryFilter = (p) -> (p.getSalary() > 1400);
Predicate genderFilter = (p) -> ("female".equals(p.getGender()));
System.out.println("下面是年龄大于 24岁且月薪在$1,400以上的女PHP程序员:");
phpProgrammers.stream()
.filter(ageFilter)
.filter(salaryFilter)
.filter(genderFilter)
.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
// 重用filters
System.out.println("年龄大于 24岁的女性 Java programmers:");
javaProgrammers.stream()
.filter(ageFilter)
.filter(genderFilter)
.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
System.out.println("最前面的3个 Java programmers:");
javaProgrammers.stream()
.limit(3)
.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
System.out.println("最前面的3个女性 Java programmers:");
javaProgrammers.stream()
.filter(genderFilter)
.limit(3)
.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
//排序
System.out.println("根据 name 排序,并显示前5个 Java programmers:");
List sortedJavaProgrammers = javaProgrammers
.stream()
//注意 这块编译器会提示 Reports Comparators defined as lambda expressions which
//could be expressed using methods like Comparator.comparing() Can be replaced
//with Comparator.comparingInt
//这句话的意思是说，语法检查器查找定义为lambda表达式的Comparator，可以
//使Comparator.comparing()
//方法来代替，并且还心细到给你找了一个现成的自然顺序比较器给你开箱即用。根据提示我们可
//以让代码更简洁。
.sorted((p, p2) -> (p.getFirstName().compareTo(p2.getFirstName())))
//这句话与上面的表达的意思是完全一致的，只是代码量更少
//.sorted(Comparator.comparing(Person::getFirstName))
.limit(5)
.collect(Collectors.toList());
sortedJavaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; %n", p.getFirstName(), p.getLastName()));
System.out.println("根据 salary 排序 Java programmers:");
sortedJavaProgrammers = javaProgrammers
.stream()
.sorted( (p, p2) -> (p.getSalary() - p2.getSalary()) )
//.sorted(Comparator.comparing(Person::getSalary))
.collect(Collectors.toList());
sortedJavaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; %n", p.getFirstName(), p.getLastName()));
//min和max方法
System.out.println("工资最低的 Java programmer:");
Person pers = javaProgrammers
.stream()
.min((p1, p2) -> (p1.getSalary() - p2.getSalary()))
.get();
System.out.printf("Name: %s %s; Salary: $%,d.", pers.getFirstName(), pers.getLastName(), pers.getSalary());
System.out.println("工资最高的 Java programmer:");
Person person = javaProgrammers
.stream()
.max((p, p2) -> (p.getSalary() - p2.getSalary()))
.get();
System.out.printf("Name: %s %s; Salary: $%,d.", person.getFirstName(), person.getLastName(), person.getSalary());
System.out.println("将 PHP programmers 的 first name 拼接成字符串:");
String phpDevelopers = phpProgrammers
.stream()
.map(Person::getFirstName)
.collect(Collectors.joining(" ; ")); // 在进一步的操作中可以作为标记(token)
System.out.println(phpDevelopers);
System.out.println("将 Java programmers 的 first name 存放到 Set:");
Set javaDevFirstName = javaProgrammers
.stream()
.map(Person::getFirstName)
.collect(Collectors.toSet());
System.out.println("将 Java programmers 的 first name 存放到 TreeSet:");
TreeSet javaDevLastName = javaProgrammers
.stream()
.map(Person::getLastName)
.collect(Collectors.toCollection(TreeSet::new));
//Streams 还可以是并行的(parallel). Stream是对集合的包装
System.out.println("计算付给 Java programmers 的所有money:");
int totalSalary = javaProgrammers
.parallelStream()
.mapToInt(p -> p.getSalary())
.sum();
//使用summaryStatistics方法获得stream 中元素的各种汇总数据。
// 接下来,我们可以访问这些方法,比如getMax, getMin, getSum或getAverage:
//计算 count, min, max, sum, and average for numbers
List numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
IntSummaryStatistics stats = numbers
.stream()
.mapToInt((x) -> x)
.summaryStatistics();
System.out.println("List中最大的数字 : " + stats.getMax());
System.out.println("List中最小的数字 : " + stats.getMin());
System.out.println("所有数字的总和 : " + stats.getSum());
System.out.println("所有数字的平均值 : " + stats.getAverage());
}
}
public static class Person {
private String firstName, lastName, job, gender;
private int salary, age;
public Person(String firstName, String lastName, String job,
String gender, int age, int salary) {
this.firstName = firstName;
this.lastName = lastName;
this.gender = gender;
this.age = age;
this.job = job;
this.salary = salary;
}
public String getFirstName() {
return firstName;
}
public void setFirstName(String firstName) {
this.firstName = firstName;
}
public String getLastName() {
return lastName;
}
public void setLastName(String lastName) {
this.lastName = lastName;
}
public String getJob() {
return job;
}
public void setJob(String job) {
this.job = job;
}
public String getGender() {
return gender;
}
public void setGender(String gender) {
this.gender = gender;
}
public int getSalary() {
return salary;
}
public void setSalary(int salary) {
this.salary = salary;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}