Java的Lambda表达式使用实例分析

Lambada 简介

lambda 表达式 是Java 8新加入的新特性，它在Java中是引入了函数式编程这一概念。那么什么是函数式编程呢？

函数式编程：函数式编程是面向数学的抽象，将计算描述为一种表达式求值。

我们平常所说的面向对象编程属于命令式编程，函数式编程和命令式编程的区别是：

• 函数式编程关心数据的映射，命令式编程关系解决问题的步骤。

• 函数式编程关系类型（代数结构）之间的关系，命令式编程关系解决问题的步骤。

函数式编程的本质：

函数式编程中的函数指的不是计算机中的函数，而是数学中的函数，即自变量的映射。即：一个函数的值仅取决于函数参数的值，不依赖其他状态。

严格意义上的函数式编程意味着不使用可变的变量，赋值，循环和其他命令式控制结构进行编程。

函数式编程的好处：

函数式编程的好处是主要是不可变性带来的。没有可变的状态，函数就是引用透明（Referential transparency）的和没有副作用的（No Side Effect）。

上面这些都是一些基本的概念，但是我们平时可能接触这些方面的东西比较少，所以一开始感觉函数式编程是很难得东西。

简单的示例

Talk is cheap, show me the code!

先来一个最简单的例子，可能也是介绍的最多的例子了。哈哈！

给按钮添加监视器。

使用匿名内部类的方式，进行添加。

submit.addActionListener(new ActionListener() {
	@Override
	public void actionPerformed(ActionEvent e) {
		JOptionPane.showMessageDialog(null, "点击了确定按钮", "确定", JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE);
	}
});

这种方式的缺点：使用了很多的模板代码，真正必要的代码，只是方法体内的代码。所以，Java 8 引入的 Lambda 表达式可以简化这种代码（当然了，也是有限制的，不是所有的匿名内部类都可以，这个后面会提到。）。

使用 Lambda 表达式 简化代码

submit.addActionListener((e)->{
		JOptionPane.showMessageDialog(null, "点击了确定按钮", "确定", JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE);
});

Lambda 表达式是一个匿名方法，将行为像数据一样进行传递。

说明

可以看出来，使用 Lambda 表达式简化后的代码表达变得更加清晰了，并且不用再去写繁琐的模板代码了。

进一步简化

参数括号和代码体的花括号也可以省略（只有一个参数时，可以省略圆括号，只有一行代码时，可以省略花括号）。

ActionListener listener = e->JOptionPane.showMessageDialog(null, "点击了确定按钮", "确定", JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE);

小结
当使用 Lambda 表达式代替匿名内部类创建对象时，Lambda 表达式的代码块将会替代实现抽象方法的方法体，Lambda 就相当于一个匿名方法。

Lambda 表达式的组成部分

lambda 表达式由三部分组成：

• 形参列表。形参列表允许省略形参类型。如果形参列表中只有一个参数，可以省略形参列表的圆括号。

• 箭头（->）。英文短线和大于号。

• 代码块。如果代码块只有一句，可以省略花括号。如果只有一条 return 语句，可以省略 return，lambda表达式会自动返回这条语句的值。

注：
之所以可以省略形参列表是因为 编译器 可以进行类型推断，例如：

List dogs1 = new ArrayList();

List dogs2 = new ArrayList<>();

上面使用 菱形语法，可以省略尖括号里面的东西，这就是类型推断的作用。
但是类型推断也不是万能的，不是所有的都可以推断出来的，所以有时候，还是要显示的添加形参类型，例如：

先不要管这个代码的具体作用。

BinaryOperator b = (x, y)->x*y;
//上面这句代码无法通过编译，下面是报错信息：无法将 * 运算符作用于 java.lang.Object 类型。
The operator * is undefined for the argument type(s) java.lang.Object, java.lang.Object

//添加参数类型，正确的代码。
BinaryOperator b = (x, y)->x*y;

所以，类型推断不是万能的，如果编译器无法推断，那就是我们的错误，不要过度依赖编译器。有时候，显示的添加参数类型，还是很必要的，当然了，这需要去多练习。

函数式接口

前面了解了，Lambda 表达式可以代替匿名内部类，进而达到简化代码，表达清晰的目的。那么使用 Lambda 表示式的前提是什么呢？-- 函数式接口

Lambda 表达式的类型，也被称为 目标类型 （Target Type），它必须是一个函数式接口（Functional Interface）。所谓函数式接口，指的就是：只包含一个抽象方法的接口。（可以包含多个默认方法，静态方法，但必须只有一个抽象方法）。
注：Java 8 专门提供了一个注解：@FunctionalInterface。用于标注某个接口是函数式接口，这样编译时就会检查，如果该接口含有多个抽象方法，编译器就会报错。

上面使用 Lambda 表达式来为按钮添加了监视器，可以看出来，Lambda 表达式 代替了 new ActionListener()对象。

所以 Lambda 的表达式就是被当成一个对象。

例如：

ActionListener listener = e->JOptionPane.showMessageDialog(null, "点击了确定按钮", "确定", JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE);

从上面这个例子中可以看出来，Lambda 表达式实现的是匿名方法–因此它只能实现特定函数式接口中的唯一方法。
所以 Lambda 表达式有下面两种限制：

Lambda 表达式的目标类型必须是明确的函数式接口。 Lambda 表达式只能为函数式接口创建对象。Lambda只能实现一个方法，因此它只能为含有一个抽象方法的接口（函数式接口）创建对象。 介绍几个 Java 中重要的函数接口

从这种表可以看出来，抽象方法的名字反而不是最重要的了，重要的是参数和返回值。 因为在写 Lambda 表达式的时候，也不要使用 抽象方法名了。

上面使用几个简单的例子来说明上面接口的应用：

测试代码

import java.text.ParseException;
import java.util.function.BinaryOperator;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Function;
import java.util.function.Predicate;
import java.util.function.Supplier;
import java.util.function.UnaryOperator;
import java.util.stream.Stream;

public class Test {
	public static void main(String[] args) throws ParseException {
		//Lambda 表达式中的构造器引用，用于简化代码。
		Creat c = Dog::new;
		Dog dog = c.creat("小黑", 15);
		System.out.println(dog.toString());
		
		Predicate predicate = (words)->{
			return words.length() > 20;
		};
		assert predicate.test("I love you yesterday and today!") : "长度小于20";
		assert !predicate.test("God bless you!") : "长度小于20";
		System.out.println("------------------------");
		
		Consumer consumer = System.out::println;
		consumer.accept(dog);
		System.out.println("------------------------");

		Function function = (dogObj)->{
			return dogObj.getName();
		};
		System.out.println(function.apply(dog));
		System.out.println("------------------------");
		
		Supplier supplier = ()->{
			return new Dog("大黄", 4);
		};
		System.out.println(supplier.get());
		
		//一元操作符
		UnaryOperator unaryOperation = (flag)->{
			return !flag;
		};
		System.out.println(unaryOperation.apply(true));
		
		BinaryOperator binaryOperator = (x, y)->x*y;
		int result = binaryOperator.apply(999, 9999);
		System.out.println(result);
	}
}

测试使用的实体类

public class Dog {
	private String name;
	private int age;
	
	public Dog(String name, int age) {
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	public int getAge() {
		return age;
	}

	public void setAge(int age) {
		this.age = age;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Dog [name=" + name + ", age=" + age + "]";
	}
}

自定义函数式接口

@FunctionalInterface
public interface Creat {
	public T creat(String name, int age);
}

运行截图就不放了，感兴趣的可以试一下。

说明
我这里直接使用 Lambda 创建了对象，然后调用了这个对象的方法（就是lambda 的代码块部分），真正使用的时候，都是直接传递 Lambda 表达式的，这种方法并不推荐，但是可以让我们很好的理解为什么？ 可以看出来，Lambda 表达式的作用，最后还是需要调用 重写的抽象方法的，只不过使用表达更加清晰，简化了代码。

例如：

		List dogs = new ArrayList<>();
		dogs.add(new Dog("大黄", 2));
		dogs.add(new Dog("小黑", 3));
		dogs.add(new Dog("小哈",1));
		//将行为像数据一样传递，使用集合的 forEach 方法来遍历集合，
		//参数可以是一个 Lambda 表达式。
		Consumer con = (e)->{
			System.out.println(e);
		};
		dogs.forEach(con);
		System.out.println("--------------------------\n");
	
		//直接传递 Lambda 表达式，更加简洁
		dogs.forEach(e->System.out.println(e));
		System.out.println("--------------------------\n");

		//使用方法引用，进一步简化（可以看我的另一篇关于方法引用的博客）
		dogs.forEach(System.out::println);
		System.out.println("--------------------------\n");

		//使用 Lambda 对集合进行定制排序，按照年龄排序（从小到大）。
		dogs.sort((e1, e2)->e1.getAge()-e2.getAge());
		dogs.forEach(System.out::println);

可以看出来，通过使用 Lambda 表达式可以，极大的简化代码，更加方便的操作集合。值得一提的是：Lambda 表达式 和 Stream 的结合，可以拥有更加丰富的操作，这也是下一步学习的方向。

运行截图：