目錄概述語(yǔ)法函數(shù)式接口方法引用構(gòu)造器引用變量作用域處理lambda表達(dá)式

概述

Lambda表達(dá)式，也可稱為閉包，是JDK8的新特性。Lambda 允許把函數(shù)作為一個(gè)方法的參數(shù)（函數(shù)作為參數(shù)傳遞進(jìn)方法中），可以使代碼變的更加簡(jiǎn)潔緊湊。Lambda表達(dá)式是一個(gè)可傳遞的代碼塊，可以在以后執(zhí)行一次或多次。

名字起源是以前還沒(méi)有計(jì)算機(jī)時(shí)，邏輯學(xué)家Alonzo Church想要形式化的表示能有效計(jì)算的數(shù)學(xué)函數(shù)，使用了希臘字母lambda（ λ lambda λ）來(lái)標(biāo)記參數(shù)，從那以后，帶參數(shù)變量的表達(dá)式就被稱為lambda表達(dá)式。

lambda表達(dá)式本質(zhì)是一個(gè)匿名函數(shù)，比如以下函數(shù)

public int add(int x, int y) { return x + y;}

可以轉(zhuǎn)換為:

(int x, int y) -> x + y;語(yǔ)法

語(yǔ)法格式如下

(parameters) -> expression或(parameters) ->{ statements; }

其中()用來(lái)描述參數(shù)列表，{}用來(lái)描述方法體，->是lambda運(yùn)算符，讀作goes to。

可以包含顯示的return語(yǔ)句，如：

(String sirst,String second)->{if(first.length()<second.length())return -1;else if(first.length()>second.length())return 1;else return 0;}

可以沒(méi)有參數(shù)，但()不可缺省：()->{for(int i=0;i<10;i++)System.out.print(i);}

如果可以推導(dǎo)出參數(shù)類型，則可以忽略其類型：Comparator<String>cmp=(first,second)->first.length()-second.length();

特別注意不能只在某些分支返回一個(gè)值，這是不合法的，如：(int x)->{if(x>=0)return 1;}

常用示例：

ArrayList<Integer>list=new ArrayList<>();Collections.addAll(list,1,2,3,4,5);//遍歷list.forEach(e->{System.out.println(e);});//刪除指定值list.removeIf(e->e==3);//排序list.sort((o1,o2)->o2-o1);//遍歷（雙冒號(hào)操作符）list.forEach(System.out::println);函數(shù)式接口

Java中又很多封裝代碼塊的接口，如ActionListener、Comparator等，lambda表達(dá)式與這些接口時(shí)兼容的。對(duì)于只有一個(gè)抽象方法的接口，需要這種接口的對(duì)象時(shí)，就可以提供一個(gè)lambda表達(dá)式，這種接口稱為函數(shù)式接口。

比如Arrays.sort()方法，它的第二個(gè)參數(shù)需要一個(gè)Comparator實(shí)例，而Comparator就是只有一個(gè)方法的接口，所以可以使用lambda表達(dá)式替代，可以把lambda表達(dá)式看作一個(gè)函數(shù)，而不是一個(gè)對(duì)象，如：

Arrays.sort(arrays,(first,second)->first.length()-second.length());

lambda表達(dá)式還可以轉(zhuǎn)換為接口，比如實(shí)現(xiàn)Runnable接口：

new Thread(() -> System.out.println('記得一鍵三連')).start();Runnable r = () -> System.out.println('(。・∀・)ノ');r.run();

再如之前提到的removeIf()方法，它的參數(shù)就是一個(gè)Predicate接口（位于java.util.function包），這個(gè)接口專門用來(lái)傳遞lambda表達(dá)式，如刪除一個(gè)數(shù)組列表所有null值：

list.removeIf(e->e==null)方法引用

當(dāng)在Lambda表達(dá)式中直接調(diào)用了一個(gè)方法時(shí)可以使用，其寫法為目標(biāo)引用::方法名稱。有時(shí)候，可能已經(jīng)有現(xiàn)成的方法可以完成你想要傳遞到其他代碼的某個(gè)動(dòng)作，如遍歷打印集合：

list.forEach(e->{System.out.println(e);});

我們可以直接把現(xiàn)成的println方法傳遞給它：

list.forEach(System.out::println);

它們是等價(jià)的，是一個(gè)方法引用的寫法。再如對(duì)字符串排序而不考慮大小寫，可以直接傳遞以下方法表達(dá)式：

Arrays.sort(strings,String::compareToIgnoreCase);

也就是說(shuō)使用雙冒號(hào)操作符::來(lái)分離方法名與對(duì)象或類名：

object::instanceMethod Class::staticMethod Class::instanceMethod

對(duì)于前兩種情況，方法引用等價(jià)于提供方法參數(shù)的lambda表達(dá)式，如，Math::Pow等價(jià)于(x,y)->Math.pos(x,y)。對(duì)于第三種情況，第一個(gè)參數(shù)會(huì)成為方法的目標(biāo)，如String::compareToIgnoreCase等同于(x,y)->x.compareToIgnoreCase(y)。

也可以在方法中引用this參數(shù)，如this::equals等價(jià)于x->this.equals(x)，同樣的，使用super也是允許的。

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構(gòu)造器引用

構(gòu)造器引用與方法引用很類似，只不過(guò)方法名為new，例如Person::new是Person類構(gòu)造器的一個(gè)引用，如果有多個(gè)構(gòu)造器，編譯器會(huì)取決于上下文。比如有一個(gè)字符串列表，可以把他轉(zhuǎn)換為一個(gè)Person對(duì)象數(shù)組，為此要在各個(gè)字符串上調(diào)用構(gòu)造器。

可以用數(shù)組類型建立構(gòu)造器引用，如int[]::new是一個(gè)構(gòu)造器引用，它有一個(gè)參數(shù)即數(shù)組長(zhǎng)度，等價(jià)于lambda表達(dá)式：x->new int[x];

在Java中無(wú)法構(gòu)造泛型類型T的數(shù)組，而數(shù)組構(gòu)造器引用就可克服這個(gè)限制。如表達(dá)式new T[n]會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，因?yàn)檫@會(huì)改為new Object[n]。設(shè)我們需要一個(gè)Person對(duì)象數(shù)組，Stream接口有一個(gè)toArray方法可以返回Object數(shù)組：

Object[] people=stream.toArray();

以上得到的是一個(gè)Object引用數(shù)組，可以把Person[]::new傳入給toArray()方法，從而得到一個(gè)Person對(duì)象數(shù)組：

Object[] people=stream.toArray(Person[]::new);變量作用域

有時(shí)候，我們希望能夠在lambda表達(dá)式中訪問(wèn)外圍方法或類中的變量，如下面例子：

public static void printTip(String text) { Runnable r = () -> System.out.println(text); r.run();}public static void main(String[] args) { String text='一鍵三連'; printTip(text);}

現(xiàn)在來(lái)看lambda表達(dá)式中的text變量，它并不是在這個(gè)lambda表達(dá)式中定義的，實(shí)際上是printTip方法的一個(gè)參數(shù)變量。但仔細(xì)想想，lambda表達(dá)式的代碼可能會(huì)在printTip調(diào)用返回很久以后才運(yùn)行，而那時(shí)這個(gè)參數(shù)變量已經(jīng)不存在了，如何保留text變量？

首先鞏固瞎lambda表達(dá)式的理解，lmabda表達(dá)式有3個(gè)部分：一個(gè)代碼塊、變量、自由變量的值（指非參數(shù)而且不在代碼中定義的變量）。在上面的例子中，lambda表達(dá)式有一個(gè)自由變量text，表示lambda表達(dá)式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)必須存儲(chǔ)的值（這里的字符串“一鍵三連”），我們稱它被lambda表達(dá)式捕獲（captured）。

關(guān)于代碼塊和自由變量值有一個(gè)術(shù)語(yǔ)：閉包（closure），在Java中，lambda表達(dá)式就是閉包。

lambda表達(dá)式捕獲變量必須遵循的規(guī)則：捕獲的變量必須實(shí)際上必須是最終變量(effectively final)，最終變量是指這個(gè)變量初始化之后就不會(huì)再為它賦新值，即在lambda表達(dá)式內(nèi)外都不能在修改值。

如lambda內(nèi)修改：

public static void printTip(String text) {Runnable r = () -> { System.out.println(text); text='修改值會(huì)報(bào)錯(cuò)';};r.run(); } public static void main(String[] args) {String text='一鍵三連';printTip(text); }

lambda外修改：

public static void main(String[] args) {for(int i=0;i<5;i++){ //表達(dá)式外修改變量i報(bào)錯(cuò) Runnable r = () -> System.out.println(i); r.run();} }

此外，在方法中不能有同名的局部變量，lambda表達(dá)式也是如此：

public static void main(String[] args) {int first=666;//同名會(huì)報(bào)錯(cuò)Comparator<String> cmp=(first,second)->first.length()-second.length(); }

對(duì)于lambda表達(dá)式中使用this關(guān)鍵字時(shí)，是指創(chuàng)建這個(gè)lambda表達(dá)式的方法餓this參數(shù)。

處理lambda表達(dá)式

使用lambda表達(dá)式的重點(diǎn)是延遲執(zhí)行（deferred execution）。如果要立即執(zhí)行代碼的畫完全可以直接執(zhí)行而無(wú)需放到一個(gè)lambda表達(dá)式中，之所以希望以后在執(zhí)行代碼，這有很多原因，如：

在一個(gè)單獨(dú)的線程中運(yùn)行代碼 多次運(yùn)行代碼 在算法的適當(dāng)位置運(yùn)行代碼 發(fā)生某種情況時(shí)執(zhí)行代碼 只有在必要時(shí)才運(yùn)行代碼

設(shè)想要重復(fù)一個(gè)動(dòng)作n次，將這個(gè)動(dòng)作和重復(fù)次數(shù)，傳遞到一個(gè)repeat方法，要接受這個(gè)lambda表達(dá)式需要選擇一個(gè)函數(shù)式接口，在這里我們可以使用Runnable接口，后面給出Java API中提供的最重要的函數(shù)式接口。

public static void repeat(int n,Runnable action){for(int i=0;i<n;i++) action.run(); } public static void main(String[] args) {repeat(10,()-> System.out.println('一鍵三連')); }

函數(shù)式接口

函數(shù)式接口 參數(shù)類型 返回類型 抽象方法名 描述 其他方法 Runnable 無(wú) void run 作為無(wú)參數(shù)或返回值的動(dòng)作執(zhí)行Supplier<T> 無(wú) T get 提供一個(gè)T類型的值Consumer<T> T void accept 處理一個(gè)T類型的值 addThen BiConsumer<T,U> T,U void accept 處理T和U類型的值 addThen Function<T,R> T R apply 有一個(gè)T類型參數(shù)的函數(shù) compose,addThen,idenity BiFunction<T,U,R> T,U R apply 有T和U類型參數(shù)的函數(shù) addThen UnaryOperator<T> T T apply 類型T上的一元操作符 compose,addThen,identity BinaryOperator<T> T,T T apply 類型T上的二元操作符 addThen,maxBy,minBy PreDicate<T> T boolean test 布爾值函數(shù) add,or,negate,isEqual BiPredicate T,U boolean test 有兩個(gè)參數(shù)的布爾值函數(shù) add,or,negate

現(xiàn)在讓這個(gè)例子更復(fù)雜一些，我們希望知道這個(gè)動(dòng)作出現(xiàn)在哪一次迭代中。為此需要選擇一個(gè)合適的函數(shù)式接口，其中要包含一個(gè)方法，這個(gè)方法有一個(gè)int參數(shù)而且返回類型為void，如下所示：

public interface IntConsumer{void accept(int value); } public static void repeat(int n,IntConsumer action){for(int i=0;i<n;i++) action.accept(i); } public static void main(String[] args) {repeat(10,i-> System.out.println(9-i)); }

下表列出了基本類型int、long和double的34個(gè)可能的規(guī)范，最好使用這些特殊化規(guī)范來(lái)減少自動(dòng)裝箱：

函數(shù)式接口 參數(shù)類型 返回類型 抽象方法名 BooleanSupplier none boolean getAsBoolean P P PSupplier none p p p getAs P P P P P PConsumer p p p void accept Obj P P PConsumer<T> T, p p p void accept P P PFunction<T> p p p T apply P P PToQFunction p p p q q q applyAs Q Q Q To P P PFunction<T> T p p p applyAs P P P To P P PBiFunction<T,U> T,U p p p applyAs P P P P P PUnaryOperator p p p p p p applyAs P P P P P PBinaryOperator p p p, p p p p p p applyAs P P P P P PPredicate p p p boolean test

p p p, q q q為int,long,double；P P P, Q Q

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