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Java中如何正确的使用Lambda表达式

作者：Leah

这期内容当中小编将会给大家带来有关Java中如何正确的使用Lambda表达式，文章内容丰富且以专业的角度为大家分析和叙述，阅读完这篇文章希望大家可以有所收获。

Lambda语法

Java中无法声明独立的纯函数，但是Lambda的出现提供了一种与独立函数更为近似的实现方式。就只看Lambda形式，的确与很多精简语法的脚本语言中所声明的函数高度相似：

# CoffeeScript
eat = (x) ->
alert("#{x} has been eatten!")

总之光看上去就像那么回事：)

那么Lambda表达式的语法又是怎样的呢？参数列表

Lambda体

两部分之间使用->分割，看几个例子：

p -> p.translate();
i -> new Point();
(a, b) -> return a + b;
() -> "Ha!";
(x, y, z) -> {
x += y;
y += z;
z += x;
}

箭头左边接收任意数量的参数，右边则为表达式体，描述所需的行为。

显而易见，在一般情况下无需显式地指定参数类型，除非上下文的信息无法是编译器推断出相应的类型：

(int x, int y) -> x + y;

参数可以声明为final，也可以添加注解(@Nullable, etc.)。

表达式体部分可以为方法的调用，如str.length()等等，也可以是表达式，如加减乘除等等，即“语句Lambda”与“表达式Lambda”这两种形式。

另外关于返回值，有则用return sth_to_return;，没有则用return;或直接不写返回语句。

最后，需要注意的是Lambda表达式不需要也不允许使用throws关键字来声明可能产生并需要向上抛出的异常。

Lambda与匿名内部类

前几篇文章中常常将Lambda与匿名内部类做粗浅的类比与对比，现在我们将就这一点做具体深入的分析。

语法

首先在语法层面，Lambda表达式有时候被称为匿名内部类的“语法糖”，这表明了二者之间存在语法繁简的明显区别。

无标识性问题

其次便是标识性问题，我们知道Java中为了区分对象，每一个对象(即使是匿名内部类的实例)都具有唯一标识，而依赖于对象而存在的行为(即我们所说的方法)也会与此标识相关联。

例如：

String bar = "bar";
String foo = "foo";
System.out.println(bar.hashCode()); // => 97299
System.out.println(foo.hashCode()); // => 101574

但是对于Lambda表达式而言，情况便不是如此的明朗，根据具体情况的不同，Lambda自身可能拥有标识也可能没有。

况且，Lambda为的就是表示一种行为，趋向于纯函数，因此一般情况下是不需要使用标识加以区分的。

作用域规则

再者就是两者的作用域大小的区别。

对于匿名内部类而言，显而易见，在类内可以沿用父类型(即函数接口)的名字。

而对于Lambda，则不能。

我们用Runnable接口来举一个例子：

public interface LetsRun extends Runnable {
String aString = "Big brother is watching.";
}
new Thread(
new LetsRun() {
@Override
public void run() {
System.out.println(aString);
}
}).run();

显然，匿名内部类能够直接沿用我们在LetsRun这个函数式接口中声明的aString。

写完这段代码的同时，IDE给了我一个可以将匿名内部类折叠为Lambda的提示，现在就让它帮我们自动折叠一下：

new Thread((LetsRun) () -> System.out.println(LetsRun.aString)).run();

注意此时需要打印的内容也同时自动变成了LetsRun.aString，印证了上述特征，即Lambda不能直接访问父类型中的名字。

关于对外部变量的访问(后面书中将此称为“变量捕获”)，不论是匿名内部类还是Lambda，对于域外部变量的权限都是有限的。

在匿名内部类中，可以读取外部量，但是不允许有修改变量的倾向。

也就是说，没有严格的限制规定被访问的外部量必须被声明为final：

// This is OK
String anotherString = "WAR IS PEACE / FREEDOM IS SLAVERY / IGNORANCE IS STRENGTH";
// Also OK
final String finalString = "Nineteen Eighty-Four";
new Thread(new LetsRun() {
@Override
public void run() {
System.out.println(aString + "\n" + anotherString + "\n" + finalString);
}
}).run();

倘若一旦在方法内修改了anotherString的值，编译就无法通过。

同样，折叠为Lambda后，依然是合法的：

new Thread((LetsRun) ()
-> System.out.println(LetsRun.aString + "\n" + anotherString + "\n" + finalString)).run();

关于变量捕获的问题是下一小节的重点内容，在此暂时不做深究。

Lambda表达式在定义时，参数部分与表达式体内的命名可以暂时屏蔽掉字段的名称：

public class Foo {
String x, y;
BinaryOperator binaryOperator = (x, y) -> x.hashCode() + y.hashCode();
// ...
}

另外，Lambda相当于语句块，因此表达式体内持有和外部相同的语境，即this与super拥有相同含义：

public class MySuperClass {
public static final String aString = "Father";
}
public class MyClass extends MySuperClass {
public static final String aString = "Son";
public void aMethod() {
new Thread((LetsRun) () -> {
System.out.println("--- Lambda ---");
System.out.println(super.aString);
System.out.println(this.aString);
}).run();
System.out.println("--- Outside ---");
System.out.println(super.aString);
System.out.println(this.aString);
}
}

运行结果：

--- Lambda ---

Father

Son

--- Outside ---

Father

Son

Lambda无法引用自身，因此可以用一种尴尬的方式递归调用自己：

intUnaryOperator = i -> i == 0 ? 1 : i * intUnaryOperator.applyAsInt(i - 1);

小结

Lambda不从父类型中继承任何名字，包括：

接口的静态final字段

接口的静态嵌套类

默认方法(将在后续介绍)

将全部被排除在作用域之外。

Lambda参数与表达式体中的局部声明可以屏蔽字段名。

Lambda中的this和super的含义完全同外部一致。

而若在匿名内部类访问外部对象的当前实例须用OuterClass.this，非常笨拙：

new Thread((LetsRun) () ->
System.out.println(Foo.this.getClass().toString())
).run();

递归Lambda时须注意Lambda变量无法被初始化，只能直接调用相应函数式接口中的方法。

本章代码：

Foo.java
import java.util.function.BinaryOperator;
public class Foo {
String x, y;
BinaryOperator binaryOperator = (x, y) -> x.hashCode() + y.hashCode();
public static void main(String[] args) {
String bar = "bar";
String foo = "foo";
System.out.println(bar.hashCode());
System.out.println(foo.hashCode());
new Thread((LetsRun) () -> System.out.println(LetsRun.aString)).run();
String anotherString = "WAR IS PEACE / FREEDOM IS SLAVERY / IGNORANCE IS STRENGTH";
final String finalString = "Nineteen Eighty-Four";
new Thread((LetsRun) () -> System.out.println(LetsRun.aString + "\n" + anotherString + "\n" + finalString)).run();
new MyClass().aMethod();
new Foo().accessOuterClassInAnnoymousInnerClass();
}
public void accessOuterClassInAnnoymousInnerClass() {
new Thread((LetsRun) () ->
System.out.println(Foo.this.getClass().toString())
).run();
}
}
LetsRun.java
public interface LetsRun extends Runnable {
String aString = "Big brother is watching.";
}
MyClass.java
import java.util.function.IntUnaryOperator;
public class MyClass extends MySuperClass {
public static final String aString = "Son";
IntUnaryOperator intUnaryOperator = null;
public void aMethod() {
new Thread((LetsRun) () -> {
System.out.println("--- Lambda ---");
System.out.println(super.aString);
System.out.println(this.aString);
}).run();
System.out.println("--- Outside ---");
System.out.println(super.aString);
System.out.println(this.aString);
}
public void factorial() {
intUnaryOperator = i -> i == 0 ? 1 : i * intUnaryOperator.applyAsInt(i - 1);
}
}
MySuperClass.java
public class MySuperClass {
public static final String aString = "Father";
}
以及运行结果：
97299
101574
Big brother is watching.
Big brother is watching.
WAR IS PEACE / FREEDOM IS SLAVERY / IGNORANCE IS STRENGTH
Nineteen Eighty-Four
--- Lambda ---
Father
Son
--- Outside ---
Father
Son
class Foo

上述就是小编为大家分享的Java中如何正确的使用Lambda表达式了，如果刚好有类似的疑惑，不妨参照上述分析进行理解。