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Java Lambda表達(dá)式超詳細(xì)介紹

 更新時間：2022年02月03日 11:28:40   作者：努力彪 ?  
這篇文章主要介紹了Java Lambda表達(dá)式,Lambda表達(dá)式是Java SE 8中一個重要的新特性, Lambda 表達(dá)式（Lambda expression）可以看作是一個匿名函數(shù)，基于數(shù)學(xué)中的λ演算得名，也可稱為閉包（Closure）,下面來看看文章具體的詳細(xì)介紹吧

一、背景

Lambda表達(dá)式是Java SE 8中一個重要的新特性。lambda表達(dá)式允許你通過表達(dá)式來代替功能接口。 lambda表達(dá)式就和方法一樣,它提供了一個正常的參數(shù)列表和一個使用這些參數(shù)的主體(body,可以是一個表達(dá)式或一個代碼
塊)。 Lambda 表達(dá)式（Lambda expression）可以看作是一個匿名函數(shù)，基于數(shù)學(xué)中的λ演算得名，也可稱為閉包（Closure）

1.Lambda表達(dá)式的語法

基本語法: (parameters) -> expression 或 (parameters) ->{ statements; }

Lambda表達(dá)式由三部分組成：

  • 1.paramaters：類似方法中的形參列表，這里的參數(shù)是函數(shù)式接口里的參數(shù)。這里的參數(shù)類型可以明確的聲明 也可不聲明而由JVM隱含的推斷。另外當(dāng)只有一個推斷類型時可以省略掉圓括號。
  • 2.->：可理解為“被用于”的意思
  • 3.方法體：可以是表達(dá)式也可以代碼塊，是函數(shù)式接口里方法的實現(xiàn)。代碼塊可返回一個值或者什么都不反 回，這里的代碼塊塊等同于方法的方法體。如果是表達(dá)式，也可以返回一個值或者什么都不反回。
// 1. 不需要參數(shù),返回值為 2
()->2
// 2. 接收一個參數(shù)(數(shù)字類型),返回其2倍的值
x->2*x
// 3. 接受2個參數(shù)(數(shù)字),并返回他們的和
(x,y) -> x+y
// 4. 接收2個int型整數(shù),返回他們的乘積
(int x,int y) -> x * y
// 5. 接受一個 string 對象,并在控制臺打印,不返回任何值(看起來像是返回void)
(String s) -> System.out.print(s)

2.函數(shù)式接口

要了解Lambda表達(dá)式,首先需要了解什么是函數(shù)式接口，函數(shù)式接口定義：一個接口有且只有一個抽象方法 。

注意：

1.如果一個接口只有一個抽象方法，那么該接口就是一個函數(shù)式接口
2.如果我們在某個接口上聲明了@FunctionalInterface注解，那么編譯器就會按照函數(shù)式接口的定義來要求該接口，這樣如果有兩個抽象方法，程序編譯就會報錯的。所以，從某種意義上來說，只要你保證你的接口 中只有一個抽象方法，你可以不加這個注解。加上就會自動進(jìn)行檢測的。

定義方式：

@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
? ? //注意：只能有一個抽象方法
? ? void test();
}

但是這種方式也是可以的：

@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
? ? void test();

? ? default void test2() {
? ? ? ? System.out.println("JDK1.8新特性，default默認(rèn)方法可以有具體的實現(xiàn)");
? ? }
}

二、Lambda表達(dá)式的基本使用

首先，我們實現(xiàn)準(zhǔn)備好幾個接口：

@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
? ? //注意：只能有一個抽象方法
? ? void test();
}

//無返回值一個參數(shù)
@FunctionalInterface
interface OneParameterNoReturn {
? ? void test(int a);
}

//無返回值多個參數(shù)
@FunctionalInterface
interface MoreParameterNoReturn {
? ? void test(int a, int b);
}

//有返回值無參數(shù)
@FunctionalInterface
interface NoParameterReturn {
? ? int test();
}

//有返回值一個參數(shù)
@FunctionalInterface
interface OneParameterReturn {
? ? int test(int a);
}

//有返回值多參數(shù)
@FunctionalInterface
interface MoreParameterReturn {
? ? int test(int a, int b);
}

我們在上面提到過，Lambda表達(dá)式本質(zhì)是一個匿名函數(shù)，函數(shù)的方法是：返回值 方法名 參數(shù)列表 方法體。在，Lambda表達(dá)式中我們只需要關(guān)心：參數(shù)列表 方法體。

具體使用見以下示例代碼：

@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
? ? //注意：只能有一個抽象方法
? ? void test();
}

//無返回值一個參數(shù)
@FunctionalInterface
interface OneParameterNoReturn {
? ? void test(int a);
}

//無返回值多個參數(shù)
@FunctionalInterface
interface MoreParameterNoReturn {
? ? void test(int a, int b);
}

//有返回值無參數(shù)
@FunctionalInterface
interface NoParameterReturn {
? ? int test();
}

//有返回值一個參數(shù)
@FunctionalInterface
interface OneParameterReturn {
? ? int test(int a);
}

//有返回值多參數(shù)
@FunctionalInterface
interface MoreParameterReturn {
? ? int test(int a, int b);
}


public class TestDemo2 {
? ? public static void main(String[] args) {

? ? ? ? NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = () -> {
? ? ? ? ? ? System.out.println("無參數(shù)無返回值");
? ? ? ? };
? ? ? ? //test方法的主體內(nèi)容在上述括號內(nèi)
? ? ? ? noParameterNoReturn.test();


? ? ? ? OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = (int a) -> {
? ? ? ? ? ? System.out.println("無參數(shù)一個返回值：" + a);
? ? ? ? };
? ? ? ? oneParameterNoReturn.test(10);


? ? ? ? MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (int a, int b) -> {
? ? ? ? ? ? System.out.println("無返回值多個參數(shù)：" + a + " " + b);
? ? ? ? };
? ? ? ? moreParameterNoReturn.test(20, 30);


? ? ? ? NoParameterReturn noParameterReturn = () -> {
? ? ? ? ? ? System.out.println("有返回值無參數(shù)！");
? ? ? ? ? ? return 40;
? ? ? ? };
? ? ? ? //接收函數(shù)的返回值
? ? ? ? int ret = noParameterReturn.test();
? ? ? ? System.out.println(ret);

? ? ? ? OneParameterReturn oneParameterReturn = (int a) -> {
? ? ? ? ? ? System.out.println("有返回值有參數(shù)！");
? ? ? ? ? ? return a;
? ? ? ? };

? ? ? ? ret = oneParameterReturn.test(50);
? ? ? ? System.out.println(ret);


? ? ? ? MoreParameterReturn moreParameterReturn = (int a, int b) -> {
? ? ? ? ? ? System.out.println("有返回值多個參數(shù)！");
? ? ? ? ? ? return a + b;
? ? ? ? };
? ? ? ? ret = moreParameterReturn.test(60, 70);
? ? ? ? System.out.println(ret);
? ? }
}

三、語法精簡

  • 參數(shù)類型可以省略，如果需要省略，每個參數(shù)的類型都要省略。
  • 參數(shù)的小括號里面只有一個參數(shù)，那么小括號可以省略
  • 如果方法體當(dāng)中只有一句代碼，那么大括號可以省略
  • 如果方法體中只有一條語句，其是return語句，那么大括號可以省略，且去掉return關(guān)鍵字。

示例代碼:

@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
? ? //注意：只能有一個抽象方法
? ? void test();
}

//無返回值一個參數(shù)
@FunctionalInterface
interface OneParameterNoReturn {
? ? void test(int a);
}

//無返回值多個參數(shù)
@FunctionalInterface
interface MoreParameterNoReturn {
? ? void test(int a, int b);
}

//有返回值無參數(shù)
@FunctionalInterface
interface NoParameterReturn {
? ? int test();
}

//有返回值一個參數(shù)
@FunctionalInterface
interface OneParameterReturn {
? ? int test(int a);
}

//有返回值多參數(shù)
@FunctionalInterface
interface MoreParameterReturn {
? ? int test(int a, int b);
}


public class TestDemo2 {
? ? public static void main(String[] args) {

? ? ? ? //方法參數(shù)有多個且方法體中無返回值，則可以省略參數(shù)類型
? ? ? ? MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (a, b) -> {
? ? ? ? ? ? System.out.println("無返回值多個參數(shù)，省略參數(shù)類型：" + a + " " + b);
? ? ? ? };
? ? ? ? moreParameterNoReturn.test(20, 30);


? ? ? ? //方法中只有一個參數(shù)，那么小括號可以省略
? ? ? ? OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = a -> {
? ? ? ? ? ? System.out.println("方法中只有一個參數(shù)，那么小括號可以省略：" + a);
? ? ? ? };
? ? ? ? oneParameterNoReturn.test(10);


? ? ? ? //無參數(shù)無返回值，方法體中只有 一行代碼的時候，可以去掉方法體的大括號
? ? ? ? NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = () -> System.out.println("無參數(shù)無返回值，方法體中只有 一行代碼");
? ? ? ? noParameterNoReturn.test();

? ? ? ? //方法體中只有一條語句，且是return語句，且無參數(shù)
? ? ? ? NoParameterReturn noParameterReturn = () -> 40;
? ? ? ? int ret = noParameterReturn.test();
? ? ? ? System.out.println(ret);
? ? }
}

四、變量捕獲

Lambda 表達(dá)式中存在變量捕獲 ，了解了變量捕獲之后，我們才能更好的理解Lambda 表達(dá)式的作用域 。Java當(dāng)中的匿名類中，會存在變量捕獲。

下面我們來講下在Lambda當(dāng)中也可以進(jìn)行變量的捕獲，具體我們看一下代碼：

@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
? ? void test();

}

public class TestDemo2 {
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? int a = 10;
? ? ? ? NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = () -> {
? ? ? ? ? ? /*
? ? ? ? ? ? 注意此處不能夠修改a的值，與匿名內(nèi)部類中相同
? ? ? ? ? ? a = 99;
? ? ? ? ? ? */
? ? ? ? ? ? System.out.println("捕獲變量：" + a);
? ? ? ? };
? ? ? ? noParameterNoReturn.test();
? ? }
}

五、Lambda在集合當(dāng)中的使用

為了能夠讓Lambda和Java的集合類集更好的一起使用，集合當(dāng)中，也新增了部分接口，以便與Lambda表達(dá)式對接。

以上方法的作用可自行查看我們發(fā)的幫助手冊。我們這里會示例一些方法的使用。注意：Collection的forEach()方法是從接口 java.lang.Iterable 拿過來的。

1.Collection接口

forEach() 方法演示

該方法在接口 Iterable 當(dāng)中，原型如下：

**forEach()**方法表示：對容器中的每個元素執(zhí)行action指定的動作

可以看到我們的參數(shù)Consumer其實是一個函數(shù)式接口：

這個函數(shù)式接口中有一個抽象方法accept:

public class TestDemo2 {
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
? ? ? ? list.add("Hello");
? ? ? ? list.add("bit");
? ? ? ? list.add("hello");
? ? ? ? list.add("lambda");
? ? ? ? list.forEach(new Consumer<String>() {
? ? ? ? ? ? @Override
? ? ? ? ? ? public void accept(String s) {
? ? ? ? ? ? ? ? //簡單遍歷集合中的元素
? ? ? ? ? ? ? ? System.out.println(s);
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? });
? ? }
}

輸出結(jié)果：

Hello bit hello lambda

我們可以修改為如下代碼：

public class TestDemo2 {
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
? ? ? ? list.add("Hello");
? ? ? ? list.add("bit");
? ? ? ? list.add("hello");
? ? ? ? list.add("lambda");
? ? ?
? ? ? ? ?list.forEach((String s) -> {
? ? ? ? ? ? System.out.println(s);
? ? ? ? });
? ? }
}

同時還可以簡化代碼：

public class TestDemo2 {
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
? ? ? ? list.add("Hello");
? ? ? ? list.add("bit");
? ? ? ? list.add("hello");
? ? ? ? list.add("lambda");


? ? ? ? list.forEach(s -> System.out.println(s));
? ? }
}

六、List接口

1.sort()方法的演示

sort方法源碼：該方法根據(jù)c指定的比較規(guī)則對容器元素進(jìn)行排序。

可以看到其參數(shù)是Comparator，我們點進(jìn)去看下：又是一個函數(shù)式接口

這個接口中有一個抽象方法叫做compare方法：

使用示例：

public class TestDemo2 {
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
? ? ? ? list.add("Hello");
? ? ? ? list.add("bit");
? ? ? ? list.add("hello");
? ? ? ? list.add("lambda");


? ? ? ? /*
? ? ? ? 對list集合中的字符串按照長度進(jìn)行排序
? ? ? ? ?*/
? ? ? ? list.sort(new Comparator<String>() {
? ? ? ? ? ? @Override
? ? ? ? ? ? public int compare(String o1, String o2) {
? ? ? ? ? ? ? ? return o1.length() - o2.length();
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? });

? ? ? ? /*
? ? ? ? 輸出排序后最終的結(jié)果
? ? ? ? ?*/
? ? ? ? list.forEach(s -> System.out.println(s));
? ? }
}

輸出結(jié)果為：

bit Hello hello lambda

修改為lambda表達(dá)式：

public class TestDemo2 {
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
? ? ? ? list.add("Hello");
? ? ? ? list.add("bit");
? ? ? ? list.add("hello");
? ? ? ? list.add("lambda");


? ? ? ? /*
? ? ? ? 對list集合中的字符串按照長度進(jìn)行排序
? ? ? ? ?*/
? ? ? ? list.sort((String o1, String o2) -> {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return o1.length() - o2.length();
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? );

? ? ? ? /*
? ? ? ? 輸出排序后最終的結(jié)果:
? ? ? ? bit
? ? ? ? Hello
? ? ? ? hello
? ? ? ? lambda
? ? ? ? ?*/
? ? ? ? list.forEach(s -> System.out.println(s));
? ? }
}

此時還可以對代碼進(jìn)行簡化：

public class TestDemo2 {
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
? ? ? ? list.add("Hello");
? ? ? ? list.add("bit");
? ? ? ? list.add("hello");
? ? ? ? list.add("lambda");


? ? ? ? /*
? ? ? ? 對list集合中的字符串按照長度進(jìn)行排序
? ? ? ? ?*/
? ? ? ? list.sort((o1, o2) ->
? ? ? ? ? ? ? ? o1.length() - o2.length()

? ? ? ? );

? ? ? ? /*
? ? ? ? 輸出排序后最終的結(jié)果:
? ? ? ? bit
? ? ? ? Hello
? ? ? ? hello
? ? ? ? lambda
? ? ? ? ?*/
? ? ? ? list.forEach(s -> System.out.println(s));
? ? }
}

七、Map接口

HashMap 的 forEach()方法：

這個函數(shù)式接口中有一個抽象方法叫做accept方法：

代碼示例：

public class TestDemo2 {
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();
? ? ? ? map.put(1, "hello");
? ? ? ? map.put(2, "bit");
? ? ? ? map.put(3, "hello");
? ? ? ? map.put(4, "lambda");

? ? ? ? map.forEach(new BiConsumer<Integer, String>() {
? ? ? ? ? ? @Override
? ? ? ? ? ? public void accept(Integer integer, String s) {
? ? ? ? ? ? ? ? System.out.println(integer + " " + s);
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? });

? ? }
}

輸出結(jié)果：

1 hello
2 bit
3 hello
4 lambda

使用lambda表達(dá)式后的代碼：

public class TestDemo2 {
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();
? ? ? ? map.put(1, "hello");
? ? ? ? map.put(2, "bit");
? ? ? ? map.put(3, "hello");
? ? ? ? map.put(4, "lambda");

? ? ? ? map.forEach((Integer integer, String s) -> {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? System.out.println(integer + " " + s);
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? );
? ? }
}

還可以對代碼繼續(xù)簡化：

public class TestDemo2 {
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();
? ? ? ? map.put(1, "hello");
? ? ? ? map.put(2, "bit");
? ? ? ? map.put(3, "hello");
? ? ? ? map.put(4, "lambda");

? ? ? ? map.forEach((integer, s) ->
? ? ? ? ? ? ? ? System.out.println(integer + " " + s)
? ? ? ? );
? ? }
}

總結(jié)：

Lambda表達(dá)式的優(yōu)點很明顯，在代碼層次上來說，使代碼變得非常的簡潔。缺點也很明顯，代碼不易讀。

優(yōu)點：

代碼簡潔，開發(fā)迅速
方便函數(shù)式編程
非常容易進(jìn)行并行計算
Java 引入 Lambda，改善了集合操作

缺點：

代碼可讀性變差
在非并行計算中，很多計算未必有傳統(tǒng)的 for 性能要高
不容易進(jìn)行調(diào)試

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