【Java 数据结构】Lambda表达式

分类:热门推荐日期:2024-03-09浏览:1评论:0

Lambda表达式

  • 1 背景
    • 1.1 Lambda表达式的语法
    • 1.2 函数式接口
    • 2 Lambda表达式的基本使用
      • 2.1 语法精简
      • 3 变量捕获
        • 3.1 匿名内部类
        • 3.2 匿名内部类的变量捕获
        • 3.3 Lambda的变量捕获
        • 4 Lambda在集合当中的使用
          • 4.1 Collection接口
          • 4.2 List接口
          • 4.3 Map接口
          • 5 总结

            1 背景

            Lambda表达式是Java SE 8中一个重要的新特性。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（Lambda expression），基于数学中的λ演算得名，也可称为闭包（Closure） 。

            1.1 Lambda表达式的语法

            基本语法: (parameters) -> expression 或 (parameters) ->{ statements; }

            Lambda表达式由三部分组成：

            1. paramaters：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的声明也可不声明而由JVM隐含的推断。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，是函数式接口里方法的实现。代码块可返回一个值或者什么都不反回，这里的代码块块等同于方法的方法体。如果是表达式，也可以返回一个值或者什么都不反回。

            // 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2倍的值

            x -> 2 * x

            // 3. 接受2个参数(数字),并返回他们的和

            (x, y) -> x + y

            // 4. 接收2个int型整数,返回他们的乘积

            (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)

            1.2 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，函数式接口定义：一个接口有且只有一个抽象方法 。

            注意：

            1. 如果一个接口只有一个抽象方法，那么该接口就是一个函数式接口
            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();
}

            但是这种方式也是可以的：

            @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");
	}
}

            2 Lambda表达式的基本使用

            首先，我们实现准备好几个接口：

            //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表达式的时候的调用方式 ：

            NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = new NoParameterNoReturn(){@Override
public void test() {System.out.println("hello");
}
};
noParameterNoReturn.test();

            具体使用见以下示例代码：

            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("一个参数无返回值："+ 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("有返回值多个参数！");
		return a+b;
		};
		ret = moreParameterReturn.test(60,70);
		System.out.println(ret);
	}
}

            2.1 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. 如果方法体当中只有一句代码，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,小括号可以胜率："+ 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);
}

            3 变量捕获

            Lambda 表达式中存在变量捕获 ，了解了变量捕获之后，我们才能更好的理解Lambda 表达式的作用域 。Java当中的匿名类中，会存在变量捕获。

            3.1 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就好，那么下面我们来，简单的看看匿名内部类的使用就好了。

            class Test {public void func(){System.out.println("func()");
		}
	}
	public class TestDemo {public static void main(String[] args) {new Test(){@Override
			public void func() {System.out.println("我是内部类，且重写了func这个方法！");
			}
		};
	}
}

            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的使用。

            3.2 匿名内部类的变量捕获

            class Test {public void func(){System.out.println("func()");
	}
}
public class TestDemo {public static void main(String[] args) {int a = 100;
		new Test(){@Override
		public void func() {System.out.println("我是内部类，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！");
		}
		};
	}
}

            在上述代码当中的变量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 TestDemo { public static void main(String[] args) { int a = 100;
        new Test(){ @Override
            public void func() { a = 99;
                System.out.println("我是内部类，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。

            3.3 Lambda的变量捕获

            在Lambda当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 static void main(String[] args) { int a = 10;
        NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()->{// a = 99; error
            System.out.println("捕获变量："+a);
        };
        noParameterNoReturn.test();
    }

            4 Lambda在集合当中的使用

            为了能够让Lambda和Java的集合类集更好的一起使用，集合当中，也新增了部分接口，以便与Lambda表达式对接。

            以上方法的作用可自行查看Java的帮助手册。我们这里会示例一些方法的使用。注意：Collection的forEach()方法是从接口 java.lang.Iterable 拿过来的。

            4.1 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指定的动作 。

             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 str){//简单遍历集合中的元素。
                System.out.print(str+" ");
            }
        });
    }

            输出结果：Hello bit hello lambda

            我们可以修改为如下代码：

            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);
        });
    }

            输出结果：Hello bit hello lambda

            4.2 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 ConcurrentModificationException();
        }
        modCount++;
    }

            输出结果：bit, Hello, hello, lambda

            修改为lambda表达式：

            public static void main(String[] args) { ArrayList list = new ArrayList<>();
        list.add("Hello");
        list.add("bit");
        list.add("hello");
        list.add("lambda");
//调用带有2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);
    }

            输出结果：bit, Hello, hello, lambda

            4.3 Map接口

            HashMap 的 forEach()

            该方法原型如下：

            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(IllegalStateException ise) {// this usually means the entry is no longer in the map.
                throw new ConcurrentModificationException(ise);
            }
            action.accept(k, v);
        }
    }
    }

            作用是对Map中的每个映射执行action指定的操作。

            代码示例：

            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 k, String v){ System.out.println(k + "=" + v);
            }
        });
    }

            输出结果：

            1=hello 2=bit 3=hello 4=lambda

            使用lambda表达式后的代码：

            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));
    }

            输出结果：

            1=hello 2=bit 3=hello 4=lambda

            5 总结

            Lambda表达式的优点很明显，在代码层次上来说，使代码变得非常的简洁。缺点也很明显，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. 非常容易进行并行计算
            4. Java 引入 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，很多计算未必有传统的 for 性能要高
            3. 不容易进行调试

相关推荐

关于我们常见问题广告服务免责声明联系我们
Powered By Z-BlogPHP 1.7.3 Theme By 优美主题
Copyright Your WebSite.Some Rights Reserved. 浙ICP备2023018783号