【学习笔记】Java函数式编程01-Lambda表达式

一、概述

1.1 为什么学习函数式编程

• 看懂代码
• 提高处理大数据量集合的效率
• 代码可读性提升
  • 消灭嵌套地狱（反复的嵌套for …if …for …if …导致可读性下降

1.2 函数式编程思想

1.2.1 概念

类似数学中的函数，主要关注对数据进行的操作

• 面向对象思想：关注什么对象做了什么事情。
• 函数式编程：并不关心对象和具体的参数类型，而是关注对数据进行了什么操作

1.2.2 优点

• 代码简洁（开发快速
• 接近自然语言，易于理解（需要学习成本
• 易于并发编程（并行流/对大数据的处理效率很高

二、Lambda表达式

2.1 概述

Lambda表达式可以理解为JDK8新增了一个语法糖。

• 对某一些匿名内部类的写法进行简化。
• 是函数式编程的重要体现
• 让程序员不用关注对象，而关注对数据的操作

关于语法糖：语法糖（Syntactic sugar），也译为糖衣语法

[外链图片转存中…(img-ultqjqy9-1703122023748)]

指计算机语言中添加的某种语法，这种语法对语言的功能并没有影响，但是更方便程序员使用。

通常来说使用语法糖能够增加程序的可读性，从而减少程序代码出错的机会。

2.2 核心原则

可推导、可省略

• 如果一个参数的类型可以被推导出来，则可以省略参数类型
• 如果方法名可以被推导出来，则可以省略方法名

2.3 基本格式

(参数列表) —> {代码}

2.3.0 小结

要理解函数式编程，一开始不要想着一次性写出最简单的写法，应该从匿名内部类的写法开始逐步优化，循序渐进。

2.3.1 案例一：匿名内部类写法

创建一个Runnable接口的实现类为构造参数的线程类。

new Thread() // 线程的构造函数可以传入一个Runnable接口的实现类

• 实现类可以用匿名内部类的形式书写，如下

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run(){
        System.out.println("异步执行的方法")
    }
}).start();

也可以使用Lambda表达式进行简化优化，延伸一个问题，

什么情况可以进行Lambda进行简化？

• 这个匿名内部类是一个接口的实现，并且只有一个抽象方法需要重写
• 即：接口+单方法

函数式写法遵循的核心原则之一是**“可省略”**，那么方法的5要素有哪些部分是可以省略的？

• 作用域
• 返回值
• 方法名
• 参数列表
• 方法体

所以由此也可推证：函数式关注的重点是“数据+对数据的操作”

经过简化后的代码：

// (略去了方法名、作用域、返回值)
new Thread(() -> {
    System.out.println("线程运行");
}).start();

2.3.2 案例二：IntBinaryOperator（计算

先定义一个方法如下，练习如何调用该方法

public static int calculate(IntBinaryOperator operator){
    int a = 10;
    int b = 20;
    return operator.applyAsInt(a , b);
}

---

查看源码可以发现，IntBinaryOperator是一个单方法的接口，符合函数式编程的写法

public interface IntBinaryOperator {
    int applyAsInt(int left, int right);
}

为了便于初学，我们选择一开始先写匿名内部类，然后再进行简化，如下

public static void main(String[] args) {
    int calculate = calculate(new IntBinaryOperator() {
        @Override
        public int applyAsInt(int left, int right) {
            return left + right;
        }
    });
    System.out.println("没有简写的计算结果："+calculate);
    int calculate1 = calculate((int left, int right) -> {
        return left + right;
    });

    System.out.println("简写后的计算结果："+calculate1);
}

• 不难发现，这个接口的作用就是让程序员自定义int left, int right的计算逻辑

⭐️知识点延伸：IDEA的快捷操作

使用alt+enter快捷键可以在匿名内部类和lambda表达式之间快速切换

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2.3.3 案例三： IntPredicate（断言

定义下面的方法，练习如何调用

public static void predicate(IntPredicate intPredicate) {
    int[] arr = {0, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 11, 23, 55, 120, 560, 777, 8888, 9999};
    for (int i : arr) {
        if (intPredicate.test(i)) {
            System.out.println(i + "\t断言为true");
        }
    }
}

---

查看IntPredicate源码，第一眼会发现这个接口有多个方法，但是仔细看就会发现，其实只有一个抽象方法boolean test(int value)，所以符合lambda简化的要求——只有一个抽象方法的接口

public interface IntPredicate {
    boolean test(int value);
    // 。。。。 其他方法
}

练习代码如下：

public class Main03 {
    public static void main(String[] args) {
        // 匿名内部类写法
        predicate(new IntPredicate() {
            @Override
            public boolean test(int value) {
                return value%2 == 0;
            }
        });

        // lambda简化写法
        predicate((int value) -> {
            return value%2 == 0;
        });
    }

    public static void predicate(IntPredicate intPredicate) {
        int[] arr = {0, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 11, 23, 55, 120, 560, 777, 8888, 9999};
        for (int i : arr) {
            if (intPredicate.test(i)) {
                System.out.println(i + "\t断言为true");
            }
        }
    }
}

2.3.4 案例四：Function （方法泛型

定义下面这个方法，练习如何调用

public static <R> R typeConvert(<String, R> function) {
    String str = "666";
    return function.apply(str);
}

---

查看Function源码，可以看到方法利用泛型参数指定了apply方法的传入的参数类型和返回的参数类型

和案例三源码一样，其他的默认方法先不看，关注其中一个抽象方法即可

public interface Function<T, R> {

    R apply(T t);
    // 。。。。其他方法
}

在案例四里，已经将泛型T定义为String，即默认Funtion传入的参数为String，而返回的类型可以让方法的调用者来定义。

练习代码

public class Main04 {
    public static <R> R typeConvert(Function<String, R> function) {
        String str = "666";
        return function.apply(str);
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 匿名类写法
        Integer integer = typeConvert(new Function<String, Integer>() {
            @Override
            public Integer apply(String s) {
                return Integer.valueOf(s);
            }
        });
        System.out.println("匿名类写法结果：" + integer);
        // Lambda简写优化写法
        Integer integer1 = typeConvert((String s) -> {
            return Integer.valueOf(s);
        });
        System.out.println("lambda写法结果：" + integer1);
    }
}

• 这个方法将typeConvert作用为将string转换为integer的一个方法

⭐️ 在学习初期，先不要求手写接口，先学会如何[调用和使用]即可

可以从java提供的一些方法入手，循序渐进的进行联系

2.3.5 案例五 IntConsumer（消费者

IntConsumer也是java自带的函数接口，是一个没有返回值的消费方法，不赘述，直接上代码。

方法代码

public static void accept(IntConsumer consumer){
    int[] arr = {0, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 11, 23, 55, 120, 560, 777, 8888, 9999};
    for (int i : arr) {
        consumer.accept(i);
    }
}

使用代码

public static void main(String[] args) {
    accept(new IntConsumer() {
        @Override
        public void accept(int value) {
            System.out.println("消费int的数值："+value);
        }
    });
    accept((int value) -> {
        System.out.println("消费int的数值："+value);
    });
}

2.4 省略规则

• 参数类型可以省略
• 方法体只有一句代码时，大括号return和唯一一句代码的分号可以省略
• 方法只有一个参数时，小括号可以省略

以上规则记不住，也可以不省略（废话

这里的规则也是遵循“可推导、可省略”的大原则，不建议死记硬背

2.4.1 参数类型可以省略

首先这个规则符合“参数类型可推导”的大原则，实际上，当代码能确认这个lambda表达式所指代的抽象方法时，参数类型也就随之确认了。

比如案例二的写法就可以再省略为：

int calculate1 = calculate((int left, int right) -> {
    return left + right;
});

// ####简化参数类型####
int calculate2 = calculate((a, b) -> {
    return a + b;
});

2.4.2 方法体只有一句代码时的省略规则

方法体只有一句代码时，可以省略：

• 大括号可以省略
• return可以省略
• 分号可以省略

注意：以上三个必须一起省略，否则会编译报错。.

还是以案例2为例子，进行进一步优化

// ####简化参数类型####
int calculate2 = calculate((a, b) -> {
    return a + b;
});
// ####只有唯一一句代码时####
int calculate3 = calculate((a, b) ->  a + b );

[外链图片转存中…(img-1YuQkeTB-1703122023751)]

2.4.3 方法只有一个参数时，小括号可以省略

很好理解，也是符合“可推导、可省略”的大原则，当只有一个参数时，参数类型肯定是确定的，即使略去小括号也不会产生歧义。

以案例三基础上进行简化

// lambda简化写法
predicate((int value) -> {
    return value%2 == 0;
});
// ###方法只有一个参数时，小括号可以省略###
predicate(value -> value%2 ==0);

[外链图片转存中…(img-i47xrR8Y-1703122023753)]

2.4.4 以上规则记不住可以不记

使用IDEA的快捷键