Java編程中使用lambda表達(dá)式的奇技淫巧
為什么使用Lambda表達(dá)式
先看幾個(gè)例子：
第一個(gè)例子，在一個(gè)獨(dú)立的線程中執(zhí)行某項(xiàng)任務(wù)，我們通常這么實(shí)現(xiàn)：
class Worker implements Runnable {
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++)
doWork();
}
...
}
Worker w = new Worker();
new Thread(w).start();
第二個(gè)例子，自定義字符串比較的方法（通過(guò)字符串長(zhǎng)度），一般這么做：
class LengthComparator implements Comparator<String> {
public int compare(String first, String second) {
return Integer.compare(first.length(), second.length());
}
}
Arrays.sort(strings, new LengthComparator());
第三個(gè)例子，在JavaFX中，給一個(gè)button添加一個(gè)callback：
button.setOnAction(new EventHandler<ActionEvent>() {
public void handle(ActionEvent event) {
System.out.println("Thanks for clicking!");
}
});
這些例子有一個(gè)共同點(diǎn)，就是：先定義一段代碼塊，傳給某個(gè)對(duì)象或方法，然后被執(zhí)行。在Lambda表
達(dá)式之前，Java是不允許直接傳遞代碼塊的，因?yàn)镴ava是面向?qū)ο蟮模虼吮仨殏鬟f一個(gè)對(duì)象，將要
執(zhí)行的代碼塊封裝到對(duì)象里。
Lambda表達(dá)式的語(yǔ)法
將上面第二個(gè)例子中的LengthComparator，用Lambda表達(dá)式表示為：
(String first, String second) -> Integer.compare(first.length(), second.length());
->前為參數(shù)列表，其后為表達(dá)式語(yǔ)句體；
如果表達(dá)式語(yǔ)句體不止一行，則將語(yǔ)句體寫在{}中，與普通的函數(shù)一樣：
(String first, String second) -> {
if (first.length() > second.length()) {
return 1;
} else if (first.length() == second.length()) {
return 0;
} else {
return -1;
}
};
如果沒(méi)有參數(shù)，()還是需要帶上，比如上面的第一個(gè)例子，可以表示為：
() -> {
for (int i = 0; i < 1000; i ++) {
doWork();
}
}
如果參數(shù)的類型可以從上下文自動(dòng)推斷，則可以省略：
Comparator<String> comp = (first, second) // Same as (String first, String second) -> Integer.compare(first.length(), second.length());
如果參數(shù)只有一個(gè)，且類型可以自動(dòng)推斷，則小括號(hào)()也可以省略：
// Instead of (event) -> or (ActionEvent event) ->
eventHandler<ActionEvent> listener =
event -> System.out.println("Thanks for clicking!");
lambda表達(dá)式的返回值的類型是自動(dòng)推斷的，因此不需要指明；在lambda表達(dá)式，某些條件分支中有
返回值，而其它分支沒(méi)有返回值，是不允許的，如：
(x) -> {
if (x >= 0) {
return 1;
}
}
另外，expression lambda和statement lambda的區(qū)別是，expression lambda不需要
寫return關(guān)鍵字，Java runtime會(huì)將表達(dá)式的結(jié)果作為返回值返回，而statement lambda是
寫在{}中的表達(dá)式，需要使用return關(guān)鍵字，比如：
// expression lambda
Comparator<String> comp1 =
(first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length());
// statement lambda
Comparator<String> comp2 = (first, second) ->
{ return Integer.compare(first.length(), second.length());};
Functional Interface
如果一個(gè)接口（interface）僅有一個(gè)抽象方法（abstract method），就稱為
Functional Interface，比如Runnable、Comparator等。
在任何一個(gè)需要Functional Interface對(duì)象的地方，都可以使用lambda表達(dá)式：
Arrays.sort(words, (first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length()));
這里，sort()的第二個(gè)參數(shù)需要的是一個(gè)Comparator對(duì)象，而Comparator是
Functional Interface，因此可以直接傳入lambda表達(dá)式，在調(diào)用該對(duì)象的compare()方法
時(shí)，就是執(zhí)行該lambda表達(dá)式中的語(yǔ)句體；
如果lambda表達(dá)式的語(yǔ)句體會(huì)拋出異常，則對(duì)應(yīng)的Functional Interface中的抽象方法必須拋
出了該異常，否則就需要在lambda表達(dá)式中顯式捕獲異常：
Runnable r = () -> {
System.out.println("------");
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
// catch exception
}
};
Callable<String> c = () -> {
System.out.println("--------");
Thread.sleep(10);
return "";
};
Method Reference
如果將lambda表達(dá)式的參數(shù)作為參數(shù)傳遞給一個(gè)方法，他們的執(zhí)行效果是相同的，則該lambda表達(dá)式
可以使用Method Reference表達(dá)，以下兩種方式是等價(jià)的：
(x) -> System.out.println(x) System.out::println
其中System.out::println被稱為Method Reference。
Method Reference主要有三種形式：
- object::instanceMethod
- Class::staticMethod
- Class::instanceMethod
對(duì)于前兩種方式，對(duì)應(yīng)的lambda表達(dá)式的參數(shù)和method的參數(shù)是一致的，比如：
System.out::println (x) -> System.out.println(x) Math::pow (x, y) -> Math.pow(x, y)
對(duì)于第三種方式，對(duì)應(yīng)的lambda表達(dá)式的語(yǔ)句體中，第一個(gè)參數(shù)作為對(duì)象，調(diào)用method，將其它參數(shù)
作為method的參數(shù)，比如：
String::compareToIgnoreCase (s1, s2) -> s1.compareToIgnoreCase(s2) 1.5 Constructor Reference
Constructor Reference與Method Reference類似，只不過(guò)是特殊的method：new，具體調(diào)用的是哪個(gè)構(gòu)造函數(shù)，由上下文環(huán)境決定，比如：
List<String> labels = ...; Stream<Button> stream = labels.stream().map(Button::new);
Button::new等價(jià)于(x) -> Button(x)，所以調(diào)用的構(gòu)造函數(shù)是：Button(x);
除了創(chuàng)建單個(gè)對(duì)象，也可以創(chuàng)建對(duì)象數(shù)組，如下面兩種方式等價(jià)：
int[]::new (x) -> new int[x]
變量作用域
lambd表達(dá)式會(huì)捕獲當(dāng)前作用域下可用的變量，比如：
public void repeatMessage(String text, int count) {
Runnable r = () -> {
for (int i = 0; i < count; i ++) {
System.out.println(text);
Thread.yield();
}
};
new Thread(r).start();
}
但是這些變量必須是不可變的，為什么呢？看下面這個(gè)例子：
int matches = 0;
for (Path p : files)
new Thread(() -> { if (p has some property) matches++; }).start();
// Illegal to mutate matches
因?yàn)榭勺兊淖兞吭趌ambda表達(dá)式中不是線程安全的，這和內(nèi)部類的要求是一致的，內(nèi)部類中只能引用
外部定義的final變量；
lambda表達(dá)式的作用域與嵌套代碼塊的作用域是一樣的，所以在lambd表達(dá)式中的參數(shù)名或變量名不
能與局部變量沖突，如：
Path first = Paths.get("/usr/bin");
Comparator<String> comp = (first, second) -> Integer.compare(first.length(),
second.length()); // Error: Variable first already defined
如果在lambda表達(dá)式中引用this變量，則引用的是創(chuàng)建該lambda表達(dá)式的方法的this變量，如：
public class Application() {
public void doWork() {
Runnable runner = () -> {
...;
System.out.println(this.toString());
...
};
}
}
所以這里的this.toString()調(diào)用的是Application對(duì)象的toString()，而不是Runnable
對(duì)象的。
Default Method
接口中只能有抽象方法，如果在已有的接口中新增一個(gè)方法，則該接口所有的實(shí)現(xiàn)類都需要實(shí)現(xiàn)該方法。
Java 8中引入了Default Method的概念，在接口中新增一個(gè)default方法，不會(huì)破壞已有的接
口規(guī)則，接口的實(shí)現(xiàn)類可以選擇重寫或直接繼承該default方法，比如：
interface Person {
long getId();
default String getName() { return "John Q. Public"; }
}
Java是允許多繼承的，如果一個(gè)類的父類中定義的方法和接口中定義的default方法完全相同，或者
一個(gè)類的兩個(gè)接口中定義了完全相同的方法， 則如何處理這種沖突呢？處理規(guī)則如下：
如果是父類和接口的方法沖突：以父類中的方法為準(zhǔn)，接口中的方法被忽略；
如果兩個(gè)接口中的default方法沖突，則需要重寫該方法解決沖突；
Static Method
Java 8之前，接口中只能定義static變量，Java 8開始，接口中可以添加static方法，比如
Comparator接口新增了一系列comparingXXX的static方法，比如：
public static <T> Comparator<T> comparingInt(ToIntFunction<? super T>
keyExtractor) {
Objects.requireNonNull(keyExtractor);
return (Comparator<T> & Serializable)
(c1, c2) -> Integer.compare(keyExtractor.applyAsInt(c1),
keyExtractor.applyAsInt(c2));
}
使用這個(gè)static方法，以下兩種方式也是等價(jià)的：
1、
Arrays.sort(cities, (first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length()));
2、
Arrays.sort(cities, Comparator.comparingInt(String::length));
所以，以后我們?cè)谠O(shè)計(jì)自己的接口時(shí)，不需要再定義單獨(dú)的工具類（如Collections/Collection)，
在接口中使用static方法就行了。
匿名內(nèi)部類
在 Java 世界中，匿名內(nèi)部類 可以實(shí)現(xiàn)在應(yīng)用程序中可能只執(zhí)行一次的操作。例如，在 Android 應(yīng)用程序中，一個(gè)按鈕的點(diǎn)擊事件處理。你不需要為了處理一個(gè)點(diǎn)擊事件單獨(dú)編寫一個(gè)獨(dú)立的類，可以用匿名內(nèi)部類完成該操作：
Button button = (Button) findViewById(R.id.button1);
button.setOnClickListener(new OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View view) {
Toast.makeText(MainActivity.this, "Button Clicked", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
});
Lambda 示例
public void runnableTest() {
System.out.println("=== RunnableTest ===");
// 一個(gè)匿名的 Runnable
Runnable r1 = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Hello world one!");
}
};
// Lambda Runnable
Runnable r2 = () -> System.out.println("Hello world two!");
// 執(zhí)行兩個(gè) run 函數(shù)
r1.run();
r2.run();
}
public void runnableTest() {
System.out.println("=== RunnableTest ===");
// 一個(gè)匿名的 Runnable
Runnable r1 = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Hello world one!");
}
};
// Lambda Runnable
Runnable r2 = () -> System.out.println("Hello world two!");
// 執(zhí)行兩個(gè) run 函數(shù)
r1.run();
r2.run();
}
2.Comparator Lambda
public class Person {
private String givenName;
private String surName;
private int age;
private Gender gender;
private String eMail;
private String phone;
private String address;
}
public class Person {
private String givenName;
private String surName;
private int age;
private Gender gender;
private String eMail;
private String phone;
private String address;
}
public class ComparatorTest {
public static void main(String[] args) {
List<Person> personList = Person.createShortList();
// 使用內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)排序
Collections.sort(personList, new Comparator<Person>() {
public int compare(Person p1, Person p2) {
return p1.getSurName().compareTo(p2.getSurName());
}
});
System.out.println("=== Sorted Asc SurName ===");
for (Person p : personList) {
p.printName();
}
// 使用 Lambda 表達(dá)式實(shí)現(xiàn)
// 升序排列
System.out.println("=== Sorted Asc SurName ===");
Collections.sort(personList, (Person p1, Person p2) -> p1.getSurName().compareTo(p2.getSurName()));
for (Person p : personList) {
p.printName();
}
// 降序排列
System.out.println("=== Sorted Desc SurName ===");
Collections.sort(personList, (p1, p2) -> p2.getSurName().compareTo(p1.getSurName()));
for (Person p : personList) {
p.printName();
}
}
}
public class ComparatorTest {
public static void main(String[] args) {
List<Person> personList = Person.createShortList();
// 使用內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)排序
Collections.sort(personList, new Comparator<Person>() {
public int compare(Person p1, Person p2) {
return p1.getSurName().compareTo(p2.getSurName());
}
});
System.out.println("=== Sorted Asc SurName ===");
for (Person p : personList) {
p.printName();
}
// 使用 Lambda 表達(dá)式實(shí)現(xiàn)
// 升序排列
System.out.println("=== Sorted Asc SurName ===");
Collections.sort(personList, (Person p1, Person p2) -> p1.getSurName().compareTo(p2.getSurName()));
for (Person p : personList) {
p.printName();
}
// 降序排列
System.out.println("=== Sorted Desc SurName ===");
Collections.sort(personList, (p1, p2) -> p2.getSurName().compareTo(p1.getSurName()));
for (Person p : personList) {
p.printName();
}
}
}
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