Lambda表达式与方法引用
作者简介：大家好，我是smart哥，前中兴通讯、美团架构师，现某互联网公司CTO
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引子
先来看一个案例
public class MethodReferenceTest {
private static final List list;
static {
list = new ArrayList<>();
list.add(new Person(19));
list.add(new Person(18));
list.add(new Person(20));
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(list);
// sort()方法是List本身就有的，主要用来排序
list.sort((p1, p2) -> p1.getAge() - p2.getAge());
System.out.println(list);
}
@Data
@AllArgsConstructor
static class Person {
private Integer age;
}
} 结果
排序前：
[MethodReferenceTest.Person(age=19), MethodReferenceTest.Person(age=18), MethodReferenceTest.Person(age=20)]
排序后：
[MethodReferenceTest.Person(age=18), MethodReferenceTest.Person(age=19), MethodReferenceTest.Person(age=20)]
把上面的案例稍作改动：
public class MethodReferenceTest {
private static final List list;
static {
list = new ArrayList<>();
list.add(new Person(19));
list.add(new Person(18));
list.add(new Person(20));
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(list);
// 改动2：既然Person内部有个逻辑一样的方法，就用它来替换Lambda
list.sort(Person::compare);
System.out.println(list);
}
@Data
@AllArgsConstructor
static class Person {
private Integer age;
// 改动1：新增一个方法，逻辑和之前案例的Lambda表达式相同
public static int compare(Person p1, Person p2) {
return p1.getAge() - p2.getAge();
}
}
} 嗯？这是什么操作？不急，接着往下看。
从Lambda到方法引用
大家在《Lambda表达式》一文中应该看过下面这段代码：
/**
* 从匿名对象 到Lambda 再到方法引用
*
* @author mx
*/
public class MethodReferenceTest {
public static void main(String[] args) {
String str1 = "abc";
String str2 = "abcd";
// 方式1：匿名对象
Comparator comparator1 = new Comparator() {
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
return o1.length() - o2.length();
}
};
compareString(str1, str2, comparator1);
// 方式2：过渡为Lambda表达式
Comparator comparator2 = (String s1, String s2) -> {
return s1.length() - s2.length();
};
compareString(str1, str2, comparator2);
// 方式2的改进版：省去赋值操作，直接把整个Lambda表达式作为参数丢进去
compareString(str1, str2, (String s1, String s2) -> {
return s1.length() - s2.length();
});
// 方式2的最终版：把变量类型和return也去掉了，因为Java可以自动推断
compareString(str1, str2, (s1, s2) -> s1.length() - s2.length());
// 方式3：换种比较方式，本质和方式2是一样的，不信你去看看String#compareTo()
Comparator comparator3 = (s1, s2) -> s1.compareTo(s2);
// 方式4：IDEA提示有改进的写法，最终变成了方法引用
compareString(str1, str2, String::compareTo);
// 完美。
}
/**
* 传递Comparator，对str1和str2进行比较
*
* @param str1
* @param str2
* @param comparator
*/
public static void compareString(String str1, String str2, Comparator comparator) {
System.out.println(comparator.compare(str1, str2));
}
} 很多初学者肯定崩溃了：Lambda已经够抽象了，好不容易从匿名对象过渡到Lambda，怎么又突然冒出String::compareTo这鬼东西？！
我们在学习Lambda时，把它和匿名类作比较。因为匿名类和Lambda处理的逻辑是一样的，所以就用Lambda简化了匿名类：
同样的，如果项目中已经定义了相同逻辑的方法，我们为什么还要再写一遍呢？即使Lambda表达式再怎么简洁，终究还是要手写好几行代码。
所以，JDK在Lambda表达式的基础上又提出了方法引用的概念，允许我们复用当前项目（或JDK源码）中已经存在的且逻辑相同的方法。
比如上面那个例子中的：
// 方式3：换种比较方式，本质和方式2是一样的
Comparator comparator3 = (s1, s2) -> s1.compareTo(s2);
// 方式4：IDEA提示有改进的写法，最终变成了方法引用
compareString(str1, str2, String::compareTo); String::compareTo看起来形式有点诡异，但这只是一种语法而已，习惯就好了，关键是明白它代表什么意思。Java8引入::符号，用来表示方法引用。所谓的方法引用，就是把方法搬过来使用。那么，String::compareTo把哪个类的什么方法搬过来了呢？
一般来说，String类定义的compareTo方法的正常使用方式是这样的：
public class MethodReferenceTest {
public static void main(String[] args) {
String str = "hello";
String anotherStr = "world";
int difference = str.compareTo(anotherStr);
}
}作为更高阶的Lambda表达式，方法引用也能作为参数传递，于是就有了：
public class MethodReferenceTest {
public static void main(String[] args) {
String str = "hello";
String anotherStr = "world";
// 匿名内部类
Comparator comparator = new Comparator() {
@Override
public int compare(String str, String anotherStr) {
return str.compareTo(anotherStr);
}
};
// 方法引用。上面的str.compareTo(anotherStr)不就是String::compareTo吗！！
Comparator newComparator = String::compareTo;
compareString(str, anotherStr, newComparator);
}
/**
* 传递Comparator，对str1和str2进行比较
*
* @param str1
* @param str2
* @param comparator
*/
public static void compareString(String str1, String str2, Comparator comparator) {
System.out.println(comparator.compare(str1, str2));
}
} 总之，Java8的意思就是：
兄弟，如果已经存在某个方法能完成你的需求，那么你连Lambda表达式都别写了，直接引用这个方法吧。
但我个人更推荐Lambda表达式，原因有两个：
- 对初学者而言，Lambda表达式语义更清晰、更好理解
- Lambda表达式细粒度更小，能完成更精细的需求
第一点，你懂的。
第二点，请容许我来证明一下。
Lambda表达式VS方法引用
/**
* MyPredict是模拟Predict
* MyInteger是模拟Integer
*
* 本次测试的目的旨在说明：Lambda毕竟是手写的，自由度和细粒度要高于方法引用。
*
* @author sunting
*/
public class MethodAndLambdaTest {
public static void main(String[] args) {
// 1.匿名对象
MyPredict myPredict1 = new MyPredict() {
@Override
public boolean test(int a, int b) {
return a - b > 0;
}
};
boolean result1 = myPredict1.test(1, 2); // false
// 2.从匿名对象过渡到Lambda表达式
MyPredict myPredict2 = (a, b) -> a - b > 0;
myPredict2.test(1, 2); // false
// 3.MyInteger#compare()的方法体和上面的Lambda表达式逻辑相同，可以直接引用
MyPredict myPredict3 = MyInteger::compare;
myPredict3.test(1, 2); // false
// 4.Lambda说，你想模仿我？想得美！老子要DIY一下比较规则（a减b 变成了 b减a）
MyPredict myPredict4 = (a, b) -> b - a > 0;
myPredict4.test(1, 2); // true
// 5.看到这，方法引用不服气，也想DIY一把
MyPredict myPredict5 = MyInteger::compare;
// ???，没法DIY，MyInteger::compare是把整个方法搬过来，不能修改内部的逻辑
}
}
interface MyPredict {
boolean test(int a, int b);
}
class MyInteger {
public static boolean compare(int a, int b) {
return a - b > 0;
}
}
方法引用，其实就是把现成的某个方法拿来替代逻辑相似的Lambda表达式。
但Lambda表达式由(a, b) -> a - b > 0 变为 (a, b) -> b - a > 0 ，说明Lambda逻辑已经变了，此时原先的方法引用就不匹配了，不能再用了。此时我们最自然的想法应该是从现成的项目中找到逻辑和(a, b) -> b - a > 0相同的另一个方法，然后把那个方法引用过来，而不是想着改变原来的MyInteger::Compare，那不是你的方法，你也只是借用而已！！
所以，我们给MyInteger加一个方法吧：
class MyInteger {
public static boolean compare(int a, int b) {
return a - b > 0;
}
public static boolean anotherCompare(int a, int b) {
return b - a > 0;
}
}这样，方法引用的逻辑又和Lambda匹配了：
public class MethodAndLambdaTest {
public static void main(String[] args) {
MyPredict myPredict2 = (a, b) -> a - b > 0;
myPredict2.test(1, 2); // false
MyPredict myPredict3 = MyInteger::compare;
myPredict3.test(1, 2); // false
MyPredict myPredict4 = (a, b) -> b - a > 0;
myPredict4.test(1, 2); // true
// MyInteger::anotherCompare的逻辑和上面的Lambda才是匹配的
MyPredict myPredict5 = MyInteger::anotherCompare;
myPredict5.test(1, 2); // true
}
}
interface MyPredict {
boolean test(int a, int b);
}
class MyInteger {
public static boolean compare(int a, int b) {
return a - b > 0;
}
public static boolean anotherCompare(int a, int b) {
return b - a > 0;
}
}再看一个Stream API的例子：
filter此时需要的逻辑是：年龄大于等于30岁的teacher。
你能从现有项目中找到逻辑为“年龄大于等于30岁的teacher”的方法吗？
答案是没有。
你最多只能调用Teacher::getAge()，但是这个方法引用的逻辑是“获取老师的年龄”，而不是“是否大于等于30岁”，两者逻辑不同，无法替换。
那能不能使用 Teacher::getAge()>=30 呢？
答案是不能。
首先，filter()的参数要么是Lambda表达式，要么是方法引用，不能是方法引用+语句，不伦不类。
其次，也是最重要的，你可以认为Teacher::getAge表示
public Integer getAge(){
return this.age;
}中的return this.age;，它是一个语句。我们可以对表达式叠加判断，比如 a-b ，我们可以继续叠加变成 a-b+c。但是 int d = a-b+c; 已经没办法再叠加了，因为 int d = a-b+c; >= 30 是不可接受的！
处理办法也简单，就是找一个相同逻辑的方法并引用它。假设存在以下方法：
public boolean isBiggerThan30(){
return this.age >= 30;
}那就可以写成：
list.stream().filter(Teacher::isBiggerThan30);后话
关于方法引用其实还可以展开说，比如可以分为：
- 静态方法引用（Integer::compare）
- 实例方法引用（this::getName、user::getName）
- 构造器方法引用（User::new）
总体来说，方法引用（包括构造器引用）的前提是，函数式接口的方法对应的参数列表和返回值 与 引用类定义的方法的参数列表和返回值 一致。这样说可能比较绕，这里举一个demo：
public class StreamConstructorTest {
public static void main(String[] args) {
// 下面4个语句都是Person::new，却能赋值给不同的函数式接口
// 原因是：每个函数式接口都能从Person类中找到对应的方法（参数列表一致），从而完成方法引用
PersonCreatorNoConstruct person1 = Person::new;
// 大家可以尝试把Person中Age构造函数注释，那么下面的赋值语句会提示错误，因为此时不存在只有一个age参数的构造器！
PersonCreatorWithAge person2 = Person::new;
PersonCreatorWithName person3 = Person::new;
PersonCreatorAllConstruct person4 = Person::new;
}
public interface PersonCreatorNoConstruct {
// 对应Person无参构造
Person create();
}
public interface PersonCreatorWithAge {
// 对应Person的age构造函数
Person create(Integer age);
}
public interface PersonCreatorWithName {
// 对应Person的name构造函数
Person create(String name);
}
public interface PersonCreatorAllConstruct {
// 对应Person的全参构造函数
Person create(Integer age, String name);
}
@Getter
@Setter
static class Person {
private Integer age;
private String name;
public Person() {
}
public Person(Integer age) {
this.age = age;
}
public Person(String name) {
this.name = name;
}
public Person(Integer age, String name) {
this.age = age;
this.name = name;
}
}
}
但无论是方法引用还是构造器引用，都是细枝末节的东西，本质上学习好Lambda表达式即可。我对方法引用/构造器引用的态度就一个：如果我的代码不是最优，让IDEA提醒我便是，我反正是懒得记~
作者简介：大家好，我是smart哥，前中兴通讯、美团架构师，现某互联网公司CTO
进群，大家一起学习，一起进步，一起对抗互联网寒冬