Java学习——lambda表达式

一 、Lambda表达式前瞻知识
什么是Lambda表达式？
可以将Lambda表达式理解为一个匿名函数； Lambda表达式允许将一个函数作为另外一个函数的参数； 我们可以把 Lambda 表达式理解为是一段可以传递的代码（将代码作为实参）,也可以理解为函数式编程，将一个函数作为参数进行传递。

为什么要引入Lambda表达式？
Lambda表达式能够让程序员的编程更加高效

lambda表达式和方法引用使用前提：函数式接口
1.@FunctionalInterface 语法格式严格要求当前接口有且只能有一个尚未完成的缺省属性为 public abstract 修饰方法。
2.函数式接口一般用于方法的增强，直接作为方法的参数，实现函数式编程。
只有函数式接口的变量或者是函数式接口，才能够赋值为Lambda表达式。这个接口中，可以有默认方法，或者是静态方法。

二、Lambda表达式
1.Lambda表达式的基本语法
([Lambda参数列表，即形参列表]) -> {Lambda体，即方法体}
1.Lambda 表达式关注的是接口中方法的返回值和参数，方法名不重要
2.使用 "->"将参数和实现逻辑分离；( ) 中的部分是需要传入Lambda体中的参数；{ } 中部分，接收来自 ( ) 中的参数，完成一定的功能。
3.只有函数式接口的变量或者是函数式接口，才能够赋值为Lambda表达式。这个接口中，可以有默认方法，或者是静态方法。

2.四种lambda表达式

2.1无参数无返回值

//接口设计
@FunctionalInterface
interface A {
    void 方法名真的没有用();
}
//方法设计
public static void testLambda(A a) {
    a.方法名真的没有用();
}
//代码实现
public static void main(String[] args) {
    //1.匿名内部类方法
    //接口无法实例化，这里实例化的是 A 接口的实现类对象(该方法在jdk1.8以后被lambda表达式完虐)
    testLambda(new A() {
        //缺省属性为abstract，需要重写
        @Override
        public void 方法名真的没有用() {
            System.out.println("无参数返回值 匿名内部类对象方法实现");
        }
    });

    /*
    2. Lambda 表达式实现
    【分析】
        void 方法名真的没有用();
        接口方法【返回值类型】 void，无返回值
        接口方法【参数】 无参数
     */
    testLambda(() -> {
        System.out.println("Lambda 表达式初体验");
    });

    //Lambda 表达式有且只有一行代码，可以省略大括号
    testLambda(() -> System.out.println("Lambda 表达式初体验"));

2.2无参数有返回值

生产者接口
Supplier < T> T get() 无参有返回值的抽象方法；

//接口设计
@FunctionalInterface
interface Supplier {
    /**
    * 无参数有返回值方法，泛型约束的是接口对应的返回值数据类型，要求按照泛型约束返回对应的数据内容
    *
    * @return 返回一个数据，符合泛型约束
    */
    T get();
}
/*
 * 当前方法要求返回一个字符串数据内容
 */
public static String testLambda(Supplier s) {
    return s.get();
}
public static void main(String[] args) {
     /*
    【分析】
        T get(); ==> 泛型约束为 String ==> String get();
        接口方法【返回值类型】 String
        接口方法【参数】 无参数
     Lambda 格式：() -> {必须返回一个 String 类型}
     */
    String s1 = testLambda(() -> {
        return "这里也是一个字符串";
    });
    System.out.println(s1);

    /*
    Lambda 优化，只要 -> 之后是一个 字符串数据内容就可以满足当前 Lambda 所需
    可以省略 return ，前提是当前 Lambda 有且只有一行代码
     */
    String s2 = testLambda(() -> "这里也是一个字符串");
    System.out.println(s2);

    /*
    Lambda 内部使用使用方法局部变量
     */
    String str = "name=王小明&age=23&country=中国";
    String s3 = testLambda(() -> {
        // str 是当前 main 方法局部变量，Lambda 内部可以直接使用
        String[] split = str.split("&");
        return split[0];
    });
    System.out.println(s3);//返回王小明
}
 

2.3有参数无返回值

消费型接口
Consumer< T> void accept(T t)有参数，无返回值的抽象方法；

@FunctionalInterface
interface Consumer {
    /**
    * 消费者接口，数据最终处理接口，数据处理终止方法接口，对应的方法要求方法有参数无返回值
    *
    * @param t 泛型数据数据类型 T ，支持任意类型，在接口约束之后，要求符合数据类型一致化要求
    */
    void accept(T t);
}
/**
 * 有参数无返回 Lambda 测试方法，方法参数是 String 类型和针对于 String 类型
 * 进行数据处理的 Consumer 接口，Consumer 接口可以传入实现类对象和 Lambda 表达式
 *
 * @param str    目标处理的 String 字符串数据
 * @param handle 已经约束为处理 String 类型数据的 Consumer 接口处理器
 */
public static void testLambda(String str, Consumer handle) {
    handle.accept(str);
}
public static void main(String[] args) {
    /*
    1、匿名内部类 Low
     */
    testLambda("孟州市炒面第一名", new Consumer() {
        @Override
        public void accept(String t) {
            System.out.println(t);
        }
    });

    /*
    2. Lambda 表达式
    【分析】
        void accept(T t); ==> 泛型约束为 String ==> void accept(String t);
        接口方法【返回值】 void
        接口方法【参数】 1 个参数，String 类型
     Lambda 格式
        Lambda 小括号中的临时变量名称，没有数据类型体现，需要【联想】目标方法数据类型
        只按照参数的个数定义临时小变量
        (s) -> {大括号中无需返回值类型}
            Lambda 表达式临时变量 s 对应的数据类型为 String 类型 【联想可得】
     */
    testLambda("lambda表达式需要联想！！！", (s) -> {
        System.out.println(Arrays.toString(s.toCharArray()));
    });

    /*
    Lambda 优化
        1. 代码块有且只有一行，可以省略大括号
        2. 小括号中有且只有一个 参数，可以省略小括号

    【注意】
        Lambda 承担的角色是一个针对于 String 字符串的处理器
     */
    testLambda("lambda表达式需要联想！！！", s -> System.out.println(Arrays.toString(s.toCharArray())));
}
 

2.4有参数有返回值
比较器接口
Comparator< T> int compare(T o1, T o2)有参，返回值类型为int
断定型接口(过滤器接口)
Predicate< T> boolean test(T t)有参，但是返回值类型是固定的boolean
函数型接口（类型转换器接口）
Function< T，R> R apply(T t)有参，有返回值的抽象方法

1.比较器接口

// 比较器接口
@FunctionalInterface
interface Comparator {
    /**
     * 比较器接口要求的方法，参数是泛型参数，用户指定类型
     *
     * @param o1 用户在使用接口时约束的泛型对应具体数据类型参数
     * @param o2 用户在使用接口时约束的泛型对应具体数据类型参数
     * @return 返回值为 int 类型，0 表示两个元素一致。
     */
    int compare(T o1, T o2);
}

/**
 * @author Anonymous 2023/3/3 11:30
 */
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        Person[] array = new Person[5];

        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            int age = (int) (Math.random() * 50);
            array[i] = new Person(i + 1, "张三", age, false);
        }

        /*
        Lambda 分享
        方法
            int compare(T o1, T o2); ==> 泛型约束为 Person ==> int compare(Person o1, Person o2);
        方法返回值 int 类型
        方法参数
            1. 2个参数
            2. 参数数据类型都是 Person 类型
         Lambda 格式
            (o1, o2) -> {所需返回值为 int 类型}
         */
        sortPersonArrayUsingComparator(array, (o1, o2) -> o1.getId() - o2.getId());

        // Arrays.sort(array, (o1, o2) -> o1.getAge() - o2.getAge());

        for (Person person : array) {
            System.out.println(person);
        }
    }

    /**
     * 排序操作，排序数组为 Person 类型，排序规则使用自定义 Comparator 接口实现，接口泛型约束 Person
     * 类型
     *
     * @param array     Person 类型数组
     * @param condition 针对于 Person 类型数组的 Comparator 比较器接口实现
     */
    public static void sortPersonArrayUsingComparator(Person[] array, Comparator condition) {
        for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
            int index = i;

            for (int j = i + 1; j < array.length; j++) {
                /*
                condition 是自定义 Comparator 排序接口方法，目前泛型约束为 Person 类型
                int compare(T o1, T o2); ==> int compare(Person o1, Person o2);
                当前数组存储的数据类型就是 Person 对象，可以作为 compare 方法参数，同时
                利用 compare 方法返回 int 类型数据，作为排序算法规则的限制。
                 */
                if (condition.compare(array[index], array[j]) > 0) {
                    index = j;
                }
            }

            if (index != i) {
                Person temp = array[index];
                array[index] = array[i];
                array[i] = temp;
            }
        }
    }
}

2.过滤器接口

// 过滤器接口，判断器接口，条件接口
@FunctionalInterface
interface Predicate {
    /**
     * 过滤器接口约束的方法，方法参数是用户使用时约束泛型对应具体数据参数
     * 返回值类型是 boolean 类型，用于条件判断，数据过来
     *
     * @param t 用户约束泛型对应的具体数据类型参数
     * @return boolean 数据，判断结果反馈
     */
    boolean test(T t);
}

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        Person[] array = new Person[5];

        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            int age = (int) (Math.random() * 50);
            array[i] = new Person(i + 1, "张三", age, false);
        }

        /*
        Lambda 分析
            boolean test(T t); ==> 泛型约束为 Person 类型 ==> boolean test(Person t);
        方法返回值是 boolean
        方法参数
            1. 1 个
            2. Person 类型
         Lambda 格式
            p -> {要求必须返回一个 boolean}
         */
        Person[] temp = filterPersonArrayUsingPredicate(array, p -> p.getAge() > 10);

        for (Person person : temp) {
            System.out.println(person);
        }

    }

    /**
     * 过滤限定操作，利用 Predicate 过滤器接口限定数组内容
     *
     * @param array  Person 类型数组
     * @param filter Predicate 过滤器参数
     * @return 过滤限定之后的新数组
     */
    public static Person[] filterPersonArrayUsingPredicate(Person[] array, Predicate filter) {
        Person[] temp = new Person[array.length];

        int count = 0;
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            /*
             Predicate 接口提供的方法是  boolean test(T t);
             目前泛型约束之后是 boolean test(Person t);
             判断当前 Person 对象是否满足要求，如果满足，存储到 temp 数组中。
             */
            if (filter.test(array[i])) {
                temp[count++] = array[i];
            }
        }

        return temp;
    }
}
3.类型转换器接口

// 类型转换器接口
@FunctionalInterface
interface Function {
    R apply(T t);    
}

public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "开封有个包青天";

        /*
        Lambda 分析
            R apply(T t); ==> 泛型约束 T => String R => Integer
            Integer apply(String t);

        Lambda 格式
            返回值类型 Integer
            方法参数
                1. 1个
                2. String
            s -> {必须返回 int 类型数据}
         */
        int i = testLambda(str, s -> s.length());
        System.out.println(i);
    }

    public static int testLambda(String str, Function fun) {
        return fun.apply(str);
    }
}
 

三、方法引用（拓展）：

当Lambda表达式满足某种条件的时候，使用方法引用，可以再次简化代码

1.构造引用

当Lambda表达式是通过new一个对象来完成的，那么可以使用构造引用。

import java.util.function.Supplier;
public class TestLambda {
    public static void main(String[] args) {
//        Supplier s = () -> new Student();
 
        Supplier s = Student::new;
    }//实际过程：将new Student()赋值给了Supplier这个函数式接口中的那个抽象方法
}

2.类名::实例方法

Lambda表达式的的Lambda体也是通过一个对象的方法完成，但是调用方法的对象是Lambda表达式的参数列表中的一个，剩下的参数正好是给这个方法的实参。

import java.util.TreeSet;
public class TestLambda {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet set = new TreeSet<>((s1,s2) -> s1.compareTo(s2));
}
3.对象::实例方法

*/ //类名::实例方法
        TreeSet set = new TreeSet<>(String::compareTo);
        set.add("Hello");
        set.add("isea_you");
       // set.forEach(t -> System.out.println(t));//Hello \n isea_you
        set.forEach(System.out::println);
        //（1）对象::实例方法,Lambda表达式的(形参列表)与实例方法的(实参列表)类型，个数是对应
    }
}
4.类名::静态方法

package com.isea.java;
import java.util.stream.Stream;
public class TestLambda {
    public static void main(String[] args) {
//        Stream stream = Stream.generate(() -> Math.random());
//        类名::静态方法, Lambda表达式的(形参列表)与实例方法的(实参列表)类型，个数是对应
        Stream stream = Stream.generate(Math::random);
        stream.forEach(System.out::println);
    }
}