Java——Lambda表达式
目录
- 一：简介
- 二：Lambda 表达式语法
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- 2.1 一个简单的例子：
- 2.2 再看一个基本例子
- 2.3 匿名类/Runnable接口
- 2.4 使用Lambdas排序集合
- 2.5 使用Lambdas和Streams
一：简介
Lambda 表达式，也可称为闭包，它是推动 Java 8 发布的最重要新特性。
Lambda 允许把函数作为一个方法的参数（函数作为参数传递进方法中）。
对程序员来说最直观的感受就是用Lambda表达式可以简化很多代码。使用它可以很轻松的将很多行代码缩减成一行。
而更大的意义是，Lambda表达式对java性能的提升。
在java和android里常会看到这种回调接口：
public interface ActionListener{
void actionPerformed(ActionEvent e);
}
使用的时候，要么我们定义一个类来实现ActionListener接口，要么使用匿名内部类。
button.addActionListener(new ActionListener(){
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
ShowDialog(e.tostring());
}
})
函数式接口：只有一个方法的接口。大多数回调接口都拥有这个特征：比如Runnable接口和Comparator接口。
这个ActionListener回调接口例子里的五行代码中仅有一行在做实际工作。冗余代码太多，是写代码层面直观的效率感受。
同时，这种通过匿名内部类的方式也不是一个好的方案。匿名内部类存在着影响应用性能的问题。
对于匿名内部类，编译器会为每一个匿名内部类创建相应的类文件。一般的程序，往往回调接口会有很多。这样就会生成很多的类文件，因为类在使用之前需要加载类文件并进行验证，这个过程就会影响应用的性能。
然后，java就引入Lambda表达式了。
二：Lambda 表达式语法
Lambda 表达式的语法格式如下：
(parameters) -> expression
或
(parameters) ->{ statements; }
以下是lambda表达式的重要特征:
- 可选类型声明：不需要声明参数类型，编译器可以统一识别参数值。
- 可选的参数圆括号：一个参数无需定义圆括号，但多个参数需要定义圆括号。
- 可选的大括号：如果主体包含了一个语句，就不需要使用大括号。
- 可选的返回关键字：如果主体只有一个表达式返回值则编译器会自动返回值，大括号需要指定明表达式返回了一个数值。
2.1 一个简单的例子：
// 1. 不需要参数,返回值为 5
() -> 5
// 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),并返回他们的差值
(x, y) -> x – y
// 4. 接收2个int型整数,返回他们的和
(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)
2.2 再看一个基本例子
我们已经知道什么是lambda表达式,让我们先从一些基本的例子开始。 在本节中,我们将看到lambda表达式如何影响我们编码的方式。
假设有一个玩家List ,程序员可以使用 for 语句 (“for 循环”)来遍历,在Java SE 8中可以转换为另一种形式:
String[] atp = {"Rafael Nadal", "Novak Djokovic",
"Stanislas Wawrinka",
"David Ferrer","Roger Federer",
"Andy Murray","Tomas Berdych",
"Juan Martin Del Potro"};
List<String> 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);
2.3 匿名类/Runnable接口
正如您看到的,lambda表达式可以将我们的代码缩减到一行。 另一个例子是在图形用户界面程序中,匿名类可以使用lambda表达式来代替。
// 使用匿名内部类
btn.setOnAction(new EventHandler<ActionEvent>() {
@Override
public void handle(ActionEvent event) {
System.out.println("Hello World!");
}
});
// 或者使用 lambda expression
btn.setOnAction(event -> System.out.println("Hello World!"));
同样,在实现Runnable接口时也可以这样使用:
// 1.1使用匿名内部类
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Hello world !");
}
}).start();
// 1.2使用 lambda expression
new Thread(() -> System.out.println("Hello world !")).start();
// 2.1使用匿名内部类
Runnable race1 = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Hello world !");
}
};
// 2.2使用 lambda expression
Runnable race2 = () -> System.out.println("Hello world !");
// 直接调用 run 方法(没开新线程)
race1.run();
race2.run();
2.4 使用Lambdas排序集合
在Java中,Comparator 类被用来排序集合。
在下面的例子中,我们将根据球员的 name, surname, name 长度 以及最后一个字母。 和前面的示例一样,先使用匿名内部类来排序,然后再使用lambda表达式精简我们的代码。
代码如下所示:
String[] players = {"Rafael Nadal", "Novak Djokovic",
"Stanislas Wawrinka", "David Ferrer",
"Roger Federer", "Andy Murray",
"Tomas Berdych", "Juan Martin Del Potro",
"Richard Gasquet", "John Isner"};
// 1.1 使用匿名内部类根据 name 排序 players
Arrays.sort(players, new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String s1, String s2) {
return (s1.compareTo(s2));
}
});
// 1.2 使用 lambda expression 排序 players
Comparator<String> sortByName = (String s1, String s2) -> (s1.compareTo(s2));
Arrays.sort(players, sortByName);
// 1.3 也可以采用如下形式:
Arrays.sort(players, (String s1, String s2) -> (s1.compareTo(s2)));
2.5 使用Lambdas和Streams
Stream是对集合的包装,通常和lambda一起使用。 使用lambdas可以支持许多操作,如 map, filter, limit, sorted, count, min, max, sum, collect 等等。
同样,Stream使用懒运算,他们并不会真正地读取所有数据,遇到像getFirst() 这样的方法就会结束链式语法。
在接下来的例子中,我们将探索lambdas和streams 能做什么。 我们创建了一个Person类并使用这个类来添加一些数据到list中,将用于进一步流操作。
public 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;
}
// Getter and Setter
// . . . . .
}
接下来,我们将创建两个list,都用来存放Person对象:
List<Person> javaProgrammers = new ArrayList<Person>() {
{
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<Person> phpProgrammers = new ArrayList<Person>() {
{
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));
}
};
现在我们使用forEach方法来迭代输出上述列表:
System.out.println("所有程序员的姓名:");
javaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
phpProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
同样使用forEach方法,增加程序员的工资5%:
System.out.println("给程序员加薪 5% :");
Consumer<Person> giveRaise = e -> e.setSalary(e.getSalary() / 100 * 5 + e.getSalary());
javaProgrammers.forEach(giveRaise);
phpProgrammers.forEach(giveRaise);
另一个有用的方法是过滤器filter() ,让我们显示月薪超过1400美元的PHP程序员
System.out.println("下面是月薪超过14000 的程序员:")
phpProgrammers.stream()
.filter((p) -> (p.getSalary() > 14000))
.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
我们也可以定义过滤器,然后重用它们来执行其他操作:
// 定义 filters
Predicate<Person> ageFilter = (p) -> (p.getAge() > 25);
Predicate<Person> salaryFilter = (p) -> (p.getSalary() > 1400);
Predicate<Person> 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()));
使用limit方法,可以限制结果集的个数:
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()));
排序呢? 我们在stream中能处理吗? 答案是肯定的。 在下面的例子中,我们将根据名字和薪水排序Java程序员,放到一个list中,然后显示列表:
System.out.println("根据 name 排序,并显示前5个 Java programmers:");
List<Person> sortedJavaProgrammers = javaProgrammers
.stream()
.sorted((p, p2) -> (p.getFirstName().compareTo(p2.getFirstName())))
.limit(5)
.collect(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()) )
.collect( toList() );
sortedJavaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; %n", p.getFirstName(), p.getLastName()));
如果我们只对最低和最高的薪水感兴趣,比排序后选择第一个/最后一个 更快的是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())
上面的例子中我们已经看到 collect 方法是如何工作的。 结合 map 方法,我们可以使用 collect 方法来将我们的结果集放到一个字符串,一个 Set 或一个TreeSet中:
System.out.println("将 PHP programmers 的 first name 拼接成字符串:");
String phpDevelopers = phpProgrammers
.stream()
.map(Person::getFirstName)
.collect(joining(" ; ")); // 在进一步的操作中可以作为标记(token)
System.out.println("将 Java programmers 的 first name 存放到 Set:");
Set<String> javaDevFirstName = javaProgrammers
.stream()
.map(Person::getFirstName)
.collect(toSet());
System.out.println("将 Java programmers 的 first name 存放到 TreeSet:");
TreeSet<String> javaDevLastName = javaProgrammers
.stream()
.map(Person::getLastName)
.collect(toCollection(TreeSet::new));
Streams 还可以是并行的(parallel)。 示例如下:
System.out.println("计算付给 Java programmers 的所有money:");
int totalSalary = javaProgrammers
.parallelStream()
.mapToInt(p -> p.getSalary())
.sum();
我们可以使用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<Integer> 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());