Java 8 Lambda表达式学习和理解

Java 8 Lambda表达式和理解

说明：部分资料来源于网络

时间：20190704

Lambda 表达式，也可称为闭包，它是推动 Java 8 发布的最重要新特性。Lambda 允许把函数作为一个方法的参数（函数作为参数传递进方法中）。使用 Lambda 表达式可以使代码变的更加简洁紧凑。

一、语法

1、lambda 表达式的语法格式如下：

　　（左边）输入参数->（右边）lambda主体

(parameters) -> expression;

　　或

(parameters) ->{ statements; }

2、以下是lambda表达式的重要特征:

（1）输入参数：

　　可选类型声明：不需要声明参数类型，编译器可以统一识别参数值。

　　可选的参数圆括号：

　　　　a、一个参数无需定义圆括号，但多个参数需要定义圆括号。

　　　　b、如果申明了参数类型，则一定需要圆括号。

（2）lambda主体：

　　可选的大括号：如果主体包含了一个语句，就不需要使用大括号。

　　可选的返回关键字：如果主体只有一个表达式返回值则编译器会自动返回值，大括号需要指定明表达式返回了一个数值。

3、按照上面的格式，lambda不同参数的表达式写法

（1）没有参数的表达式：

() -> System.out.println("this is no parameter Lambda expression");

（2）只有一个参数的表达式：

(x) -> System.out.println("this is only one parameter Lambda expression");

　　或者

(X x) -> System.out.println("this is only one parameter Lambda expression");

　　和

(x) -> {
    x = x*2;
    System.out.println("this is only one parameter Lambda expression");
    System.out.println("the function is double input value");
    return x;
};

　　说明：一个参数的可以不用使用()，如果参数声明了参数类型则必须要加()；Lambda主体是语句块的话需要使用{}。

（3）有两个或者多个参数的表达式：

(x,y) -> System.out.println("these are several parameters Lambda expression");

　　或者

(X x,Y y) -> {
　　System.out.println("the function is add two input values");
　　System.out.println("these are several parameters Lambda expression");
　　return x+y;
};

　　说明：有多个参数的lambda表达式，参数使用,隔开。Lambda主体是语句块的话需要使用{}。

二、Lambda 表达式实例

lambda示例1：

/*
 * Predicate<T>接口中boolean test(T t)方法只接收一个参数，返回值为boolean类型，
 * 故lambda表达式的输入参数只有一个参数:x，lambda的主体返回值为boolean类型
 */
Predicate<Integer> atLeast5 = x -> x >= 5;
System.out.println("传入参数是否大于5：" + atLeast5.test(6));

/*
 * BinaryOperator<T>接口中R apply(T t, U u)方法接收两个泛型参数，返回值为也为泛型
 * 故lambda表达式输入Long参数有两个：x,y，lambda的主体返回值为Long类型
 */
BinaryOperator<Long> addLongs = (x, y) -> {
　　Long z = x + y;
　　return z;
};
System.out.println("计算传入两个Long参数的和：" + addLongs.apply(5l, 6l));

/*
 * Runnable接口中run()方法没有参数，有没有返回值，故lambda表达式没有参数，lambda主体也没有返回值
 */
Runnable run1 = () -> System.out.println("这个方法就是run里面的方法");
run1.run();

try {
　　final Integer value = 9;
　　/*
　　 *  1、Callable<V>接口中V call() throws Exception方法没有参数，故lambda表达式也不能有输入参数,
　　 * 返回类型为泛型，故lambda主体需要返回指定Integer类型
　　 *  2、因为.call()方法抛出异常，所以需要抛出或者捕获异常
　　 *  3、lambda表达式使用外部参数，需要是final类型，及时外部参数没有定义为final类型，
　　 * 也会隐式的指定为final，故值或者引用地址不能修改。
　　 */
　　Callable<Integer> call = () -> value;
　　System.out.println("无参的方法，所以lambda的参数列表中不能传递参数：" + call.call());
} catch (Exception e) {
　　e.printStackTrace();
}

lambda示例二：

public class Java8Tester { 

　　public static void main(String args[]){ 
　　　　Java8Tester tester = new Java8Tester();
　　　　// 类型声明
　　　　MathOperation addition = (int a, int b) -> a + b;
　　　　// 不用类型声明
　　　　MathOperation subtraction = (a, b) -> a - b;
　　　　// 大括号中的返回语句
　　　　MathOperation multiplication = (int a, int b) -> { return a * b; };
　　　　// 没有大括号及返回语句
　　　　MathOperation division = (int a, int b) -> a / b; 

　　　　System.out.println("10 + 5 = " + tester.operate(10, 5, addition));
　　　　System.out.println("10 - 5 = " + tester.operate(10, 5, subtraction));
　　　　System.out.println("10 x 5 = " + tester.operate(10, 5, multiplication));
　　　　System.out.println("10 / 5 = " + tester.operate(10, 5, division)); 

　　　　// 不用括号
　　　　GreetingService greetService1 = message -> System.out.println("Hello " + message);
　　　　// 用括号
　　　　GreetingService greetService2 = (message) -> System.out.println("Hello " + message); 

　　　　greetService1.sayMessage("Runoob");
　　　　greetService2.sayMessage("Google");
　　}

　　// 定义接口和接口中为实现的方法
　　interface MathOperation {
　　　　int operation(int a, int b);
　　}

　　// 定义接口和接口中为实现的方法
　　interface GreetingService {
　　　　void sayMessage(String message);
　　} 

　　// 定义方法，方法通过lambda表达式实现了接口中的方法
　　private int operate(int a, int b, MathOperation mathOperation){
　　　　return mathOperation.operation(a, b);
　　} 

}

执行以上代码，输出结果为：

10 + 5 = 15
10 - 5 = 5
10 x 5 = 50
10 / 5 = 2
Hello Runoob
Hello Google

使用 Lambda 表达式需要注意以下两点：

Lambda表达式主要用来定义行内执行的方法类型接口，例如，一个简单方法接口。在上面例子中，我们使用各种类型的Lambda表达式来定义MathOperation接口的方法。然后我们定义了sayMessage的执行。

Lambda 表达式免去了使用匿名方法的麻烦，并且给予Java简单但是强大的函数化的编程能力。

Lambda表达式常用的场景是：函数式接口。函数式接口是指的只有一个抽象方法的接口，我们常用的函数式接口有：

Runnable、Callable、PrivilegedAction、Comparator、FileFilter、PathMatcher、InvocationHandler、PropertyChangeListener、ActionListener、ChangeListener、Function、Predicate、BinaryOperator

三、lambda表达式中的变量作用域

lambda表达式只能引用标记了final的外层局部变量，这就是说不能在lambda内部修改定义在域外的局部变量，否则会编译错误。

在 Java8Tester.java 文件输入以下代码：

public class Java8Tester {

　　final static String salutation = "Hello! "; 

　　public static void main(String args[]){
　　　　GreetingService greetService1 = message -> System.out.println(salutation + message);
　　　　greetService1.sayMessage("Runoob"); 

　　　　//====================相当于下面==============================
　　　　GreetingService g = new GreetingService() {
　　　　　　@Override
　　　　　　public void sayMessage(String message) {
　　　　　　　　System.out.println(salutation + message);
　　　　　　}
　　　　};
　　　　g.sayMessage("jack");
　　}

　　interface GreetingService {
　　　　void sayMessage(String message);
　　}
}            

执行以上脚本，输出结果为：

$ javac Java8Tester.java
$ java Java8Tester
Hello! Runoob
Hello! jack

我们也可以直接在 lambda 表达式中访问外层的局部变量：

public class Java8Tester { 

　　public static void main(String args[]) {
　　　　final int num = 1;
　　　　Converter<Integer, String> s = (param) -> System.out.println(String.valueOf(param + num));
　　　　s.convert(2); // 输出结果为 3
　　} 

　　public interface Converter<T1, T2> {
　　　　void convert(int i);
　　}
}

lambda表达式的局部变量可以不声明为final，但是不可被后面的代码修改（即隐性的具有final 的语义）

int num = 1;
Converter<Integer, String> s = (param) -> System.out.println(String.valueOf(param + num));
s.convert(2);
num = 5;  //报错信息：Local variable num defined in an enclosing scope must be final or effectively final

在 Lambda 表达式当中不允许声明一个与局部变量同名的参数或者局部变量。

String first = "";
Comparator<String> comparator = (first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length());  //编译会出错