Lambda表达式

Lambda是简洁的标识可传递匿名函数的一种方式。“互动”事件驱动下,最终面向对象编程和函数式编程结合才是趋势。 java中,一段代码的传递并不容易。因为JAVA是面向对象的语言,如果要传递一段代码,必须先构建类,再生成对应的对象来传递所要的代码。在之前,JAVA的设计者都抗拒加入这一特性,虽然JAVA现有的特性也能通过类和对象实现类似的API但是这样复杂且不易于使用。在后期,问题早已不是JAVA是不是要变成一门使用函数式编程的语言,而是如何实现这种改变。在java8之前已经有了多年的实验,然后JAVA8来了。


特性
  1. 匿名:lambda表达式不像面向对象的方法一样,有确定的名称。

  2. 函数:虽然lambda不是对象的方法,属于某个特定的类。但是lambda表达式一样的有参数列表、函数主体 返回类型和异常声明

  3. 传递:lambda表达式可以作为参数传递

  4. 简洁:无需像匿名类一样有固定模板的代码,lambda写得少而想得多

  5. JAVA8中 可以为接口增加静态方法、可以为类增加默认方法

一、lambda表达式介绍

1.1 lambda表达式结构:

比较全面的java8 lambda表达式_java8

1.2 常见的Lambda表达式

//1、单个参数
(String s)->s.length()
//2、单个对象
(Apple a)->a.getWeight()>150
//3、多参数,多语句
(int a,int b)->{
	System.out.println(a);
	System.out.println(b);
}
//4、空参数,返回int值42
()->42
//5、多对象参数
(Applea1,Applea2)->a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight())


1.3 基本语法

  • (参数…)-> 表达式 隐式返回表达式结果

  • (参数…)->{执行语句} 可用return语句 显示返回执行结果

  • 函数式接口不允许抛出受检异常

  • 注意:当参数只有一个时,也可以去掉参数的括号。原因是java编译器的自动类型推断

1.4 类型检查

  1. Lambda的类型由上下文推断而来

  2. 同样的lambda表达式,不同的函数式接口,只要方法的签名一致,同样的表达式可以用于不同的函数是接口。

  3. 只有函数式接口的实现,能承载lambda表达式

  4. Objecto=()-{System.out.print("HellowWorld")} 这是不合法的 因为Object不是一个函数式接口

1.5 类型推断

  1. Lambda表达式可以省略参数的类型,java编译器能自动推断

  2. 当lambda只有一个参数需要推断类型时,参数两边的括号可以省略

List<Apple> c=filter(inventory,a->"green".equals(a.getColor()));
Comparator<Apple> c=(a1,a2)->a1.getWeight.compareTo(a2.getWeight());

1.6 变量作用域

JAVA8之前 内部类只允许访问final修饰的变量,现在使用lambda表达式,一个内部类可以访问任何有效的final局部变量-任何值不会发生变化的变量

  1. java限制了 lambda表达式访问的自由变量,值是不可更改的,因为这会导致出现无法预料的并发问题。

  2. java编译器的限制是有限的,只对局部变量有效,如果使用静态变量,或者示例变量,编译器不会提示任何错误。这样仍然是不安全的。

  3. 可以用数组 int[] counter =new int[1]; button.setOnAaction(event->counter[0]++); 任然可以让lambda对局部变量进行重新赋值。

  4. lambda表达式的方法体,与被嵌套的代码块具有同样的作用域,所有适用同样的命名冲突和变量屏蔽规则。

1.7 方法引用

对于已有的方法,如果希望作为lambda表达式来使用,可以直接使用方法引用

三种方法引用的情况

  1. 对象::实例方法

  2. 类::静态方法

  3. 类::实例方法

在第一种和第二种方法引用种,方法的引用等于提供方法参数的lambda表达式

例如:

System.out::println() 等同于 System.out.print(x)

Math::pow 等同于 (x,y)->Math.pow(x,y)

对于第三种,则相当于第一个参数成为执行方法的对象

例如:String::compareToIngnoreCase 等同于(x,y) x.compareIngoreCase(Y);

1.8 构造器引用

对于构造器引用,相当于根据构造器的方法的参数,生成一个构造的对象的一个lambda表达式

例如:StringBuilder::new 可以表示为 (Stiring s)->new StringBuilder(s); 具体引用哪个构造器,编译器会根据上下文推断使用符合参数的构造器。

二、在何处使用lambda表达式

2.1 函数式接口介绍

总结:就是只定义了一个抽象方法的接口,即使有一堆的default方法(default方法是为了增强某些API但避免现有大范围改动所有API所以推出了默认方法)

不同接口的默认方法冲突问题:如果实现的接口已有一个默认方法,但是另一个父类或者接口也有同样的默认方法。

1. 如果是父类和接口默认方法一致,那么直接使用父类的方法实现,忽略接口中的默认方法(**类优先规则,如果尝试重写默认方法toString 那么永远都不会优于Object的toString**)

1. 如果一个父接口提供了一个默认方法,另一个接口也提供了同名称和参数的方法(不论是否默认方法)那么都必须覆盖改方法。

其他:接口中重写Object类的方法,例如 Comparator 一般是为了关联javadoc的注释。

2.2 常见的函数式接口

介绍:函数式接口的抽象方法的签名,基本就是lambda表达式的签名,这种抽象方法称为 函数描述符

Predicate接口

方法签名为,输入某个对象 返回布尔结果

	/**
     * java.util.Predicate 是一个只有test方法,返回布尔值的一个函数式接口,
     * 与其类似的还有用于比较,排序的Comparator接口,其只有一个返回整数的比较接口
     * @param list
     * @param p
     * @param <T>
     * @return
     */
    public static <T> List<T> filter(List<T> list, Predicate<T> p){
        List<T> result=new ArrayList<>();
        for (T t : list) {
            if (p.test(t))
                result.add(t);
        }
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) {
        //Predicate函数式接口示例
        List<Apple> appleList=new ArrayList<>();
        List<Apple> resulAppleList=filter(appleList,(Apple a)->a.getColor().equals("red"));
    }


Counsumer接口

Accept ()方法签名为,输入某个对象 返回void

	/**
     * 常用2:Consume
     * consume接口定义了一个 名为accept的抽象方法,接收泛型 T 返回void
     * 可用来访问T类型的对象,并且执行某些操作。
     * 如下用其创建,一个foreach方法,可以实现对所有List的遍历。且对每个对象执行consume定义的操作。
     * 该foreach方法,java8之后成了List接口的default方法。
     * @param list
     * @param <T>
     */
    public static <T> void foreach(List<T> list, Consumer<T> consumer){
        for (T t : list) {
            consumer.accept(t);
        }
    }
	
	
 //Consume函数式接口示例,遍历列表执行某项操作
foreach(appleList,(Apple a)->{if (a.getColor()==null);a.setColor("garly");});
appleList.forEach((Apple a)->{if (a.getColor()==null);a.setColor("garly");});


Function接口

Apply() 方法签名:输入某个对象、返回某个对象

	/**
     * 常用2:Consume
     * consume接口定义了一个 名为accept的抽象方法,接收泛型 T 返回void
     * 可用来访问T类型的对象,并且执行某些操作。
     * 如下用其创建,一个foreach方法,可以实现对所有List的遍历。且对每个对象执行consume定义的操作。
     * 该foreach方法,java8之后成了List接口的default方法。
     * @param list
     * @param <T>
     */
    public static <T> void foreach(List<T> list, Consumer<T> consumer){
        for (T t : list) {
            consumer.accept(t);
        }
    }
	
	
		//Consume函数式接口示例,遍历列表执行某项操作
        foreach(appleList,(Apple a)->{if (a.getColor()==null);a.setColor("garly");});
        appleList.forEach((Apple a)->{if (a.getColor()==null);a.setColor("garly");});


2.3 常见的Lambda和已有的实现

案例 Lambda例子 对应的函数式接口
布尔表达式 (List list) ->list.isEmpty() Predicate<List
创建对象 ()->new APPle() Supplier
消费一个对象 (Apple a->{sout(a.getColor());} Consumer
从一个对象中提取 (Apple a)>a.geWeight() Function 或者其特殊化的 ToIntFunction
合并两个值 (int a,int b)->a+b IntBinaryOperator
比较两个对象 (Apple a1,Apple a2)->a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight()) Comparator BigFunction<Apple,Apple,Integer> ToIntBigFunction<Apple,Apple>

2.4 针对装箱拆箱的优化

java的基本类型和引用类型之间,会自动的进行拆箱装箱,但是本质是吧原始类型包裹起来再保存在堆内存,所以装箱后需要更多内存。java位基本的类型定义了特有的函数式接口,一般只需要加上原始类型的前缀即可

输入基本类型的函数式接口:

  1. DoublePredict、IntConsumer、LongBinaryOperate

输出基本类型的函数式接口:

  1. ToIntFunction

2.5 复合Lambda函数

	List<Apple>apples=newArrayList<>();
	apples.add(newApple("red",11));
	apples.add(newApple("red",12));
	apples.add(newApple("green",13));
	
	/**
	*对排序lanmbda进行复复合-比较器链
	*1、默认逆序方法:reversed()
	*2、多级比较:thenComparing()
	*example:对apples按照颜色排序后,进行逆序,如果颜色一样再按照重量递增
	*/
	Comparator<Apple>comparator=Comparator.comparing(Apple::getColor).reversed().thenComparing(Apple::getWeight);
	apples.sort(comparator);
	
	
	/**
	*谓词复合且、或、非
	*1、negate否定
	*2、and且
	*3、or或
	*example:对不是红色的苹果进行过滤,且收集重量大于100的苹果
	*/
	Predicate<Apple>redApplePredicate=a->a.getColor().equals("red");
	Predicate<Apple>notRedApple=redApplePredicate.negate();
	List<Apple>notRedAppleList=apples.stream().filter(notRedApple.and(apple->apple.getWeight()>100)).collect(Collectors.toList());
	
	
	/**
	*函数复合
	*1、andThen将前一lambda执行结果,作为后一表达式的参数
	*2、compose将后一表达式的结果作为前一表达式的参数
	*example;complexReult=g(f(x))例如g(f(1))step1:1+1=2step2:(1+1)*2+""
	*/
	Function<Integer,Integer>f=x->x+1;
	Function<Integer,String>g=x->x*2+"";
	Function<Integer,String>complexResult1=f.andThen(g);