Lambda表达式超详解
目录
背景
Lambda表达式的用法
函数式接口
Lambda表达式的基本使用
语法精简
变量捕获
匿名内部类
匿名内部类中的变量捕获
Lambda的变量捕获
Lambda表达式在类集中的使用
Collection接口
List接口
Map接口
总结
背景
Lambda表达式是Java SE 8中的一个重要的新特性.lambda表达式允许你通过表达式来代替功能接口.lambda表达式就和方法一样,它提供了一个正常的参数列表和一个使用这些参数的主体(body,可以是一个表达式或一个代码块).Lambda表达式基于数学中的λ演算得名,也可以称为闭包.
Lambda表达式的用法
基本语法:(parameters)->expression或(parameters)->{statements;}
Lambda表达式由三个部分组成:
1.parameters:类似方法中的形参列表,这里的参数是函数式接口里的参数.这里的参数类型可以明确声明也可不声明而由JVM隐含的判断.另外当只有一个推断类型时可以省略掉圆括号.
2.->:可理解为被用于的意思
3.方法体:可以是表达式也可以代码块,是在函数式接口里方法的实现.代码块可返回一个值或什么都不返回,这里的代码块等同于方法中的方法体,如果是表达式,可以返回一个值或者什么都不返回.
举个栗子:
//1.不需要参数,返回值为2
()->2
//2.接收一个参数(数字类型),返回其两倍的值
x -> 2 * x
//3.接收两个参数(数字),并返回它们的和
(x, y) -> x + y
//4.接收2个int型整数,返回它们的乘积
(int x, int y) -> x * y
//5.接收一个string对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来是返回void)
(String s) -> System.out.println(s)
函数式接口
要了解Lambda表达式,首先需要了解什么是函数式接口,函数接口定义:一个接口有且只有一个抽象方法.
注意:
1.如果一个接口有且只有一个抽象方法,那么该接口就是函数式接口
2.如果我们在某个接口上声明了@FunctionalInterface注解,那么编译器就会按照函数式接口的定义来要求该接口,这样如果有两个抽象方法,程序编译就会报错的.所以,从某种意义上来说,只要你保证你的接口中只有一个抽象方法,你可以不加这个注解.加上就会自动进行检测的.
定义方式:
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
//注意:只能有一个方法
void test();
}但是这种方法也是可以的:
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
void test();
default void test2() {
System.out.println("JDK1.8新特性,default默认方法可以有具体的实现");
}
}Lambda表达式的基本使用
首先,我们事先准备好几个接口:
//无返回值无参数
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
void test();
}
//无返回值一个参数
@FunctionalInterface
interface OneParameterNoReturn {
void test(int a);
}
//无返回值多个参数
@FunctionalInterface
interface MoreParameterNoReturn {
void test(int a, int b);
}
//有返回值无参数
@FunctionalInterface
interface NoParameterReturn {
int test();
}
//有返回值一个参数
@FunctionalInterface
interface OneParameterReturn {
int test(int a);
}
//有返回值多参数
@FunctionalInterface
interface MoreParameterReturn {
int test(int a, int b);
}我们在上面提到过,Lambda可以理解为:Lambda就是匿名内部类的简化,实际上是创建了一个类,实现了接口,重写了接口的方法.
没有使用lambda表达式时的调用方式:
NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = new NoParameterNoReturn(){
@Override
public void test() {
System.out.println("hello");
}
};具体使用见以下代码:
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = () -> {
System.out.println("无参数无返回值");
};
noParameterNoReturn.test();
OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = (int a) -> {
System.out.println("一个参数一个返回值: " + a);
};
oneParameterNoReturn.test(10);
MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (int a, int b) -> {
System.out.println("多个参数无返回值: " + a + " " + b);
};
moreParameterNoReturn.test(20, 30);
NoParameterReturn noParameterReturn = () -> {
System.out.println("有返回值无参数! ");
return 40;
};
//接收函数的返回值
int ret = noParameterReturn.test();
System.out.println(ret);
OneParameterReturn oneParameterReturn = (int a) -> {
System.out.println("有返回值且有一个参数");
return a;
};
ret = oneParameterReturn.test(50);
System.out.println(ret);
MoreParameterReturn moreParameterReturn = (int a, int b) -> {
System.out.println("有返回值且有多个参数");
return a + b;
};
ret = moreParameterReturn.test(70, 60);
System.out.println(ret);
}
}
语法精简
1.参数类型可以省略,如果需要省略,每个参数的类型都需要省略.
2.参数的小括号里面只有一个参数,那么小括号可以省略.
3.如果方法体中只有一句代码,那么大括号可以省略.
4.如果方法体中只有一条语句,且是return语句,那么大括号可以省略,且去掉return关键字.
示例代码:
public static void main(String[] args) {
MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (a, b) -> {
System.out.println("无返回值多个参数,省略参数类型: " + a + " " + b);
};
moreParameterNoReturn.test(20, 30);
OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = a -> {
System.out.println("无参数一个返回值, 小括号可以省略: " + a);
};
oneParameterNoReturn.test(10);
NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = () -> System.out.println("无参数无返回值,方法体中只有一行代码");
noParameterNoReturn.test();
//方法体中只有一条语句,且是return语句
NoParameterReturn noParameterReturn = () -> 40;
int ret = noParameterReturn.test();
System.out.println(ret);
}变量捕获
Lambda表达式中存在标量捕获,了解变量捕获之后,我们才能更好地理解Lambda表达式的作用域.
Java当中的匿名类中,会存在变量捕获.
匿名内部类
匿名内部类就是没有名字的内部类.我们这里只是为了说明变量捕获,所以,匿名内部类只要会使用即可,那么下面来简单看看匿名内部类的使用就好了.
举个简单的例子:
class Test {
public void func() {
System.out.println("func()");
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
Test t = new Test() {
@Override
public void func() {
System.out.println("我是匿名内部类,且重写了func这个方法! ");
}
};
t.func();
}
}在上述代码当中的main函数当中,我们看到的就是一个匿名内部类的简单使用.
匿名内部类中的变量捕获
在匿名内部类中,在使用内外的变量时,有两个条件:(要么是常量,要么是未修改的变量)
来看一下代码:
public class TestDemo1 {
public static void main(String[] args) {
int a = 100;
Test t1 = new Test() {
@Override
public void func() {
System.out.println("我是匿名内部类,且重写了func这个方法!");
System.out.println("我是捕获到变量a==" + a + "我是一个常量, 或者是一个没有改变过值的变量! ");
}
};
t1.func();
}
}
在上述代码当中变量a就是捕获的变量.这个变量要么是被final修饰,如果不是被final修饰的 你要保证在使用之前没有修改.如下代码就是错误的代码.
public class TestDemo2 {
public static void main(String[] args) {
int a = 100;
Test t2 = new Test() {
@Override
public void func() {
a = 99;
System.out.println("我是匿名内部类,且重写了func这个方法!");
System.out.println("我是捕获到变量a==" + a + "我是一个常量, 或者是一个没有改变过值的变量! ");
}
};
}
}该代码直接编译报错.
Lambda的变量捕获
lambda其实就是可以认为是匿名内部类的实现
在lambda表达式中也可以进行变量的捕获,具体我们看一下代码.
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
void test();
}
public class TestDemo3 {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = () -> {
//a = 99;error
System.out.println("捕获变量" + a);
};
noParameterNoReturn.test();
}
}
Lambda表达式在类集中的使用
为了能够让Lambda和java的集合类更好的一起使用,集合当中,也新增了部分接口,以便与Lambda表达式对接.
| 对应的接口 | 新增的方法 |
| Collection | removelf() spliterator() stream() parallelStream() forEach() |
| List | replaceAll() sort() |
| Map | getOrDefault() forEach() replaceAll() putlfAbsent() remove() replace() computeIfAbsent() computeIfPresent() compute() merge() |
以上方法的作用可自行查看javaapi.
Collection接口
forEach()方法演示
该方法在接口Iterable当中,原型如下:
default void forEach(Consumer action) {
Objects.requireNonNull(action);
for(T t : this) {
action.accept(t);
}
}该方法表示:对容器中的每个元素执行action指定动作.
public class TestDemo4 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
list.add("bit");
list.add("hello");
list.add("lambda");
list.forEach(new Consumer() {
@Override
public void accept(String s) {
//简单遍历集合中元素
System.out.println(s + " ");
}
});
}
}
输出结果:
我们可以修改为如下代码:
public class TestDemo4 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
list.add("bit");
list.add("hello");
list.add("lambda");
//表示调用一个,不带有参数的方法,其执行花括号内的语句,为原来的函数体内容.
list.forEach(s -> System.out.println(s));
}
}
List接口
sort()方法的演示
sort()方法源码:该方法根据c指定的比较规则对容器元素进行排序.
public void sort(Comparator c) {
final int expectedModCount = modCount;
Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c);
if(modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationExpection();
}
modCount++;
}使用示例:
public class TestDemo5 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList list = new ArrayList<>();
list.add("hello");
list.add("bit");
list.add("lambda");
System.out.println(list);
list.sort(new Comparator() {
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
//这里比较长度
return o1.length() - o2.length();
}
});
System.out.println(list);
}
}
输出结果:
修改为lambda表达式:
public class TestDemo5 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList list = new ArrayList<>();
list.add("hello");
list.add("bit");
list.add("lambda");
System.out.println(list);
//调用带有两个参数的方法,且返回长度的差值
list.sort((str1, str2) -> str1.length() - str2.length());
System.out.println(list);
}
}
Map接口
HashMap的forEach()
该方法的原型如下:
default void forEach(BiConsumer action) {
Objects.requireNonNull(action);
for(Map.Entry entry : entrySet()) {
K k;
V v;
try {
k = entry.getKey();
v = entry.getValue();
} catch {
//this usually means the entry is no longer in the map.
throw new ConcurrentModificationExpection(ise);
}
action.accept(k, v);
}
} 作用是对Map中的每个映射执行action指定操作.
代码示例:
public class TestDemo6 {
public static void main(String[] args) {
HashMap map = new HashMap<>();
map.put(1, "hello");
map.put(2, "bit");
map.put(3, "hello");
map.put(4, "lambda");
map.forEach(new BiConsumer() {
@Override
public void accept(Integer integer, String s) {
System.out.println(integer + " = " + s);
}
});
}
}
输出结果:
使用lambda表达式之后的代码:
public class TestDemo6 {
public static void main(String[] args) {
HashMap map = new HashMap<>();
map.put(1, "hello");
map.put(2, "bit");
map.put(3, "hello");
map.put(4, "lambda");
map.forEach((k, v) -> System.out.println(k + " = " + v));
}
}
总结
lambda表达式的优点很明显,在代码层次上来说,使代码变得非常地简洁.缺点也不明显,代码不易读.
优点:
1.代码简洁,开发迅速
2.方便函数式编程
3.非常容易进行并行运算
4.Java引入了Lambda,改善了集合操作
缺点:
1.代码可读性变差
2.在非并行计算中,很多计算未有传统的for性能要高
3.不容易进行调试