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  • Java8 Lambda表达式教程

    万次阅读 多人点赞 2013-10-16 16:08:07
    Java8新特性,Lambda表达式与集合类bulk operation教程。迄今为止最全面的中文原创java lambda表达式教程。

    1. 什么是λ表达式

    λ表达式本质上是一个匿名方法。让我们来看下面这个例子:

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

    转成λ表达式后是这个样子:
       
        (int x, int y) -> x + y;

    参数类型也可以省略,Java编译器会根据上下文推断出来:

        (x, y) -> x + y; //返回两数之和
     
    或者

        (x, y) -> { return x + y; } //显式指明返回值

    可见λ表达式由三部分组成:参数列表,箭头(->),以及一个表达式或语句块。

    下面这个例子里的λ表达式没有参数,也没有返回值(相当于一个方法接受0个参数,返回void,其实就是Runnable里run方法的一个实现):

        () -> { System.out.println("Hello Lambda!"); }

    如果只有一个参数且可以被Java推断出类型,那么参数列表的括号也可以省略:

        list -> { return list.size(); }

    2. λ表达式的类型(它是Object吗?)

    λ表达式可以被当做是一个Object(注意措辞)。λ表达式的类型,叫做“目标类型(target type)”。λ表达式的目标类型是“函数式接口(functional interface)”,这是Java8新引入的概念。它的定义是:一个接口,如果只有一个显式声明的抽象方法,那么它就是一个函数式接口。一般用@FunctionalInterface标注出来(也可以不标)。举例如下:

        @FunctionalInterface
        public interface Runnable { void run(); }
       
        public interface Callable<V> { V call() throws Exception; }
       
        public interface ActionListener { void actionPerformed(ActionEvent e); }
       
        public interface Comparator<T> { int compare(T o1, T o2); boolean equals(Object obj); }

    注意最后这个Comparator接口。它里面声明了两个方法,貌似不符合函数式接口的定义,但它的确是函数式接口。这是因为equals方法是Object的,所有的接口都会声明Object的public方法——虽然大多是隐式的。所以,Comparator显式的声明了equals不影响它依然是个函式数接口。

    你可以用一个λ表达式为一个函数式接口赋值:
     
        Runnable r1 = () -> {System.out.println("Hello Lambda!");};
       
    然后再赋值给一个Object:

        Object obj = r1;
       
    但却不能这样干:

        Object obj = () -> {System.out.println("Hello Lambda!");}; // ERROR! Object is not a functional interface!

    必须显式的转型成一个函数式接口才可以:

        Object o = (Runnable) () -> { System.out.println("hi"); }; // correct
       
    一个λ表达式只有在转型成一个函数式接口后才能被当做Object使用。所以下面这句也不能编译:

        System.out.println( () -> {} ); //错误! 目标类型不明
       
    必须先转型:

        System.out.println( (Runnable)() -> {} ); // 正确

    假设你自己写了一个函数式接口,长的跟Runnable一模一样:

        @FunctionalInterface
        public interface MyRunnable {
            public void run();
        }
       
    那么

        Runnable r1 =    () -> {System.out.println("Hello Lambda!");};
        MyRunnable2 r2 = () -> {System.out.println("Hello Lambda!");};

    都是正确的写法。这说明一个λ表达式可以有多个目标类型(函数式接口),只要函数匹配成功即可。
    但需注意一个λ表达式必须至少有一个目标类型。

    JDK预定义了很多函数式接口以避免用户重复定义。最典型的是Function:

        @FunctionalInterface
        public interface Function<T, R> { 
            R apply(T t);
        }

    这个接口代表一个函数,接受一个T类型的参数,并返回一个R类型的返回值。   

    另一个预定义函数式接口叫做Consumer,跟Function的唯一不同是它没有返回值。

        @FunctionalInterface
        public interface Consumer<T> {
            void accept(T t);
        }

    还有一个Predicate,用来判断某项条件是否满足。经常用来进行筛滤操作:
       
        @FunctionalInterface
        public interface Predicate<T> {
            boolean test(T t);
        }
       
    综上所述,一个λ表达式其实就是定义了一个匿名方法,只不过这个方法必须符合至少一个函数式接口。
           
    3. λ表达式的使用

    3.1 λ表达式用在何处

    λ表达式主要用于替换以前广泛使用的内部匿名类,各种回调,比如事件响应器、传入Thread类的Runnable等。看下面的例子:

        Thread oldSchool = new Thread( new Runnable () {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("This is from an anonymous class.");
            }
        } );
       
        Thread gaoDuanDaQiShangDangCi = new Thread( () -> {
            System.out.println("This is from an anonymous method (lambda exp).");
        } );

    注意第二个线程里的λ表达式,你并不需要显式地把它转成一个Runnable,因为Java能根据上下文自动推断出来:一个Thread的构造函数接受一个Runnable参数,而传入的λ表达式正好符合其run()函数,所以Java编译器推断它为Runnable。

    从形式上看,λ表达式只是为你节省了几行代码。但将λ表达式引入Java的动机并不仅仅为此。Java8有一个短期目标和一个长期目标。短期目标是:配合“集合类批处理操作”的内部迭代和并行处理(下面将要讲到);长期目标是将Java向函数式编程语言这个方向引导(并不是要完全变成一门函数式编程语言,只是让它有更多的函数式编程语言的特性),也正是由于这个原因,Oracle并没有简单地使用内部类去实现λ表达式,而是使用了一种更动态、更灵活、易于将来扩展和改变的策略(invokedynamic)。

    3.2 λ表达式与集合类批处理操作(或者叫块操作)

    上文提到了集合类的批处理操作。这是Java8的另一个重要特性,它与λ表达式的配合使用乃是Java8的最主要特性。集合类的批处理操作API的目的是实现集合类的“内部迭代”,并期望充分利用现代多核CPU进行并行计算。
    Java8之前集合类的迭代(Iteration)都是外部的,即客户代码。而内部迭代意味着改由Java类库来进行迭代,而不是客户代码。例如:

        for(Object o: list) { // 外部迭代
            System.out.println(o);
        }

    可以写成:

        list.forEach(o -> {System.out.println(o);}); //forEach函数实现内部迭代

    集合类(包括List)现在都有一个forEach方法,对元素进行迭代(遍历),所以我们不需要再写for循环了。forEach方法接受一个函数式接口Consumer做参数,所以可以使用λ表达式。

    这种内部迭代方法广泛存在于各种语言,如C++的STL算法库、python、ruby、scala等。

    Java8为集合类引入了另一个重要概念:流(stream)。一个流通常以一个集合类实例为其数据源,然后在其上定义各种操作。流的API设计使用了管道(pipelines)模式。对流的一次操作会返回另一个流。如同IO的API或者StringBuffer的append方法那样,从而多个不同的操作可以在一个语句里串起来。看下面的例子:

        List<Shape> shapes = ...
        shapes.stream()
          .filter(s -> s.getColor() == BLUE)
          .forEach(s -> s.setColor(RED));

    首先调用stream方法,以集合类对象shapes里面的元素为数据源,生成一个流。然后在这个流上调用filter方法,挑出蓝色的,返回另一个流。最后调用forEach方法将这些蓝色的物体喷成红色。(forEach方法不再返回流,而是一个终端方法,类似于StringBuffer在调用若干append之后的那个toString)

    filter方法的参数是Predicate类型,forEach方法的参数是Consumer类型,它们都是函数式接口,所以可以使用λ表达式。

    还有一个方法叫parallelStream(),顾名思义它和stream()一样,只不过指明要并行处理,以期充分利用现代CPU的多核特性。

        shapes.parallelStream(); // 或shapes.stream().parallel()

    来看更多的例子。下面是典型的大数据处理方法,Filter-Map-Reduce:

        //给出一个String类型的数组,找出其中所有不重复的素数
        public void distinctPrimary(String... numbers) {
            List<String> l = Arrays.asList(numbers);
            List<Integer> r = l.stream()
                    .map(e -> new Integer(e))
                    .filter(e -> Primes.isPrime(e))
                    .distinct()
                    .collect(Collectors.toList());
            System.out.println("distinctPrimary result is: " + r);
        }

    第一步:传入一系列String(假设都是合法的数字),转成一个List,然后调用stream()方法生成流。

    第二步:调用流的map方法把每个元素由String转成Integer,得到一个新的流。map方法接受一个Function类型的参数,上面介绍了,Function是个函数式接口,所以这里用λ表达式。

    第三步:调用流的filter方法,过滤那些不是素数的数字,并得到一个新流。filter方法接受一个Predicate类型的参数,上面介绍了,Predicate是个函数式接口,所以这里用λ表达式。

    第四步:调用流的distinct方法,去掉重复,并得到一个新流。这本质上是另一个filter操作。

    第五步:用collect方法将最终结果收集到一个List里面去。collect方法接受一个Collector类型的参数,这个参数指明如何收集最终结果。在这个例子中,结果简单地收集到一个List中。我们也可以用Collectors.toMap(e->e, e->e)把结果收集到一个Map中,它的意思是:把结果收到一个Map,用这些素数自身既作为键又作为值。toMap方法接受两个Function类型的参数,分别用以生成键和值,Function是个函数式接口,所以这里都用λ表达式。

    你可能会觉得在这个例子里,List l被迭代了好多次,map,filter,distinct都分别是一次循环,效率会不好。实际并非如此。这些返回另一个Stream的方法都是“懒(lazy)”的,而最后返回最终结果的collect方法则是“急(eager)”的。在遇到eager方法之前,lazy的方法不会执行。

    当遇到eager方法时,前面的lazy方法才会被依次执行。而且是管道贯通式执行。这意味着每一个元素依次通过这些管道。例如有个元素“3”,首先它被map成整数型3;然后通过filter,发现是素数,被保留下来;又通过distinct,如果已经有一个3了,那么就直接丢弃,如果还没有则保留。这样,3个操作其实只经过了一次循环。

    除collect外其它的eager操作还有forEach,toArray,reduce等。

    下面来看一下也许是最常用的收集器方法,groupingBy:

        //给出一个String类型的数组,找出其中各个素数,并统计其出现次数
        public void primaryOccurrence(String... numbers) {
            List<String> l = Arrays.asList(numbers);
            Map<Integer, Integer> r = l.stream()
                .map(e -> new Integer(e))
                .filter(e -> Primes.isPrime(e))
                .collect( Collectors.groupingBy(p->p, Collectors.summingInt(p->1)) );
            System.out.println("primaryOccurrence result is: " + r);
        }

    注意这一行:

        Collectors.groupingBy(p->p, Collectors.summingInt(p->1))

    它的意思是:把结果收集到一个Map中,用统计到的各个素数自身作为键,其出现次数作为值。

    下面是一个reduce的例子:

        //给出一个String类型的数组,求其中所有不重复素数的和
        public void distinctPrimarySum(String... numbers) {
            List<String> l = Arrays.asList(numbers);
            int sum = l.stream()
                .map(e -> new Integer(e))
                .filter(e -> Primes.isPrime(e))
                .distinct()
                .reduce(0, (x,y) -> x+y); // equivalent to .sum()
            System.out.println("distinctPrimarySum result is: " + sum);
        }

    reduce方法用来产生单一的一个最终结果。
    流有很多预定义的reduce操作,如sum(),max(),min()等。

    再举个现实世界里的栗子比如:

        // 统计年龄在25-35岁的男女人数、比例
        public void boysAndGirls(List<Person> persons) {
            Map<Integer, Integer> result = persons.parallelStream().filter(p -> p.getAge()>=25 && p.getAge()<=35).
                collect(
                    Collectors.groupingBy(p->p.getSex(), Collectors.summingInt(p->1))
            );
            System.out.print("boysAndGirls result is " + result);
            System.out.println(", ratio (male : female) is " + (float)result.get(Person.MALE)/result.get(Person.FEMALE));
        }


    3.3 λ表达式的更多用法

        // 嵌套的λ表达式
        Callable<Runnable> c1 = () -> () -> { System.out.println("Nested lambda"); };
        c1.call().run();

        // 用在条件表达式中
        Callable<Integer> c2 = true ? (() -> 42) : (() -> 24);
        System.out.println(c2.call());

        // 定义一个递归函数,注意须用this限定
        protected UnaryOperator<Integer> factorial = i -> i == 0 ? 1 : i * this.factorial.apply( i - 1 );
        ...
        System.out.println(factorial.apply(3));

    在Java中,随声明随调用的方式是不行的,比如下面这样,声明了一个λ表达式(x, y) -> x + y,同时企图通过传入实参(2, 3)来调用它:

        int five = ( (x, y) -> x + y ) (2, 3); // ERROR! try to call a lambda in-place

    这在C++中是可以的,但Java中不行。Java的λ表达式只能用作赋值、传参、返回值等。

    4. 其它相关概念

    4.1 捕获(Capture)

    捕获的概念在于解决在λ表达式中我们可以使用哪些外部变量(即除了它自己的参数和内部定义的本地变量)的问题。

    答案是:与内部类非常相似,但有不同点。不同点在于内部类总是持有一个其外部类对象的引用。而λ表达式呢,除非在它内部用到了其外部类(包围类)对象的方法或者成员,否则它就不持有这个对象的引用。

    在Java8以前,如果要在内部类访问外部对象的一个本地变量,那么这个变量必须声明为final才行。在Java8中,这种限制被去掉了,代之以一个新的概念,“effectively final”。它的意思是你可以声明为final,也可以不声明final但是按照final来用,也就是一次赋值永不改变。换句话说,保证它加上final前缀后不会出编译错误。

    在Java8中,内部类和λ表达式都可以访问effectively final的本地变量。λ表达式的例子如下:

        ...   
        int tmp1 = 1; //包围类的成员变量
        static int tmp2 = 2; //包围类的静态成员变量
        public void testCapture() {
            int tmp3 = 3; //没有声明为final,但是effectively final的本地变量
            final int tmp4 = 4; //声明为final的本地变量
            int tmp5 = 5; //普通本地变量
           
            Function<Integer, Integer> f1 = i -> i + tmp1;
            Function<Integer, Integer> f2 = i -> i + tmp2;
            Function<Integer, Integer> f3 = i -> i + tmp3;
            Function<Integer, Integer> f4 = i -> i + tmp4;
            Function<Integer, Integer> f5 = i -> {
                tmp5  += i; // 编译错!对tmp5赋值导致它不是effectively final的
                return tmp5;
            };
            ...
            tmp5 = 9; // 编译错!对tmp5赋值导致它不是effectively final的
        }
        ...

    Java要求本地变量final或者effectively final的原因是变量作用域和多线程问题

    4.2 方法引用(Method reference)

    任何一个λ表达式都可以代表某个函数式接口的唯一方法的匿名描述符。我们也可以使用某个类的某个具体方法来代表这个描述符,叫做方法引用。例如:

        Integer::parseInt //静态方法引用
        System.out::print //实例方法引用
        Person::new       //构造器引用

    下面是一组例子,教你使用方法引用代替λ表达式:

        //c1 与 c2 是一样的(静态方法引用)
        Comparator<Integer> c2 = (x, y) -> Integer.compare(x, y);
        Comparator<Integer> c1 = Integer::compare;
       
        //下面两句是一样的(实例方法引用1)
        persons.forEach(e -> System.out.println(e));
        persons.forEach(System.out::println);
       
        //下面两句是一样的(实例方法引用2)
        persons.forEach(person -> person.eat());
        persons.forEach(Person::eat);
       
        //下面两句是一样的(构造器引用)
        strList.stream().map(s -> new Integer(s));
        strList.stream().map(Integer::new);
       
    使用方法引用,你的程序会变得更短些。现在distinctPrimarySum方法可以改写如下:

        public void distinctPrimarySum(String... numbers) {
            List<String> l = Arrays.asList(numbers);
            int sum = l.stream().map(Integer::new).filter(Primes::isPrime).distinct().sum();
            System.out.println("distinctPrimarySum result is: " + sum);
        }
       
    还有一些其它的方法引用:

        super::toString //引用某个对象的父类方法
        String[]::new //引用一个数组的构造器

    4.3 默认方法(Default method)

    Java8中,接口声明里可以有方法实现了,叫做默认方法。在此之前,接口里的方法全部是抽象方法。

        public interface MyInterf {
       
            String m1();
           
            default String m2() {
                return "Hello default method!";
            }
           
        }
       
    这实际上混淆了接口和抽象类,但一个类仍然可以实现多个接口,而只能继承一个抽象类。

    这么做的原因是:由于Collection库需要为批处理操作添加新的方法,如forEach(),stream()等,但是不能修改现有的Collection接口——如果那样做的话所有的实现类都要进行修改,包括很多客户自制的实现类。所以只好使用这种妥协的办法。

    如此一来,我们就面临一种类似多继承的问题。如果类Sub继承了两个接口,Base1和Base2,而这两个接口恰好具有完全相同的两个默认方法,那么就会产生冲突。这时Sub类就必须通过重载来显式指明自己要使用哪一个接口的实现(或者提供自己的实现):
       
        public class Sub implements Base1, Base2 {
       
            public void hello() {
                Base1.super.hello(); //使用Base1的实现
            }
           
        }

    除了默认方法,Java8的接口也可以有静态方法的实现:

        public interface MyInterf {
       
            String m1();
           
            default String m2() {
                return "Hello default method!";
            }
           
            static String m3() {
                return "Hello static method in Interface!";
            }
           
        }
       
    4.4 生成器函数(Generator function)

    有时候一个流的数据源不一定是一个已存在的集合对象,也可能是个“生成器函数”。一个生成器函数会产生一系列元素,供给一个流。Stream.generate(Supplier<T> s)就是一个生成器函数。其中参数Supplier是一个函数式接口,里面有唯一的抽象方法 <T> get()。

    下面这个例子生成并打印5个随机数:

        Stream.generate(Math::random).limit(5).forEach(System.out::println);

    注意这个limit(5),如果没有这个调用,那么这条语句会永远地执行下去。也就是说这个生成器是无穷的。这种调用叫做终结操作,或者短路(short-circuiting)操作。 

     

    参考资料:
    http://openjdk.java.net/projects/lambda/
    http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/lambdaexpressions.html

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  • Java Lambda表达式入门

    万次阅读 多人点赞 2014-04-27 21:17:58
    原文链接:Start Using Java ...(译者认为: 超过3行的逻辑就不适用Lambda表达式了。虽然看着很先进,其实Lambda表达式的本质只是一个"语法糖",由编译器推断并帮你转换包装为常规的代码,因此你可以使用...

    原文链接: Start Using Java Lambda Expressions

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    原文日期: 2014年4月16日

    翻译日期: 2014年4月27日
    翻译人员: 铁锚
    简介

    (译者认为: 超过3行的逻辑就不适用Lambda表达式了。虽然看着很先进,其实Lambda表达式的本质只是一个"语法糖",由编译器推断并帮你转换包装为常规的代码,因此你可以使用更少的代码来实现同样的功能。本人建议不要乱用,因为这就和某些很高级的黑客写的代码一样,简洁,难懂,难以调试,维护人员想骂娘.)
    Lambda表达式是Java SE 8中一个重要的新特性。lambda表达式允许你通过表达式来代替功能接口。 lambda表达式就和方法一样,它提供了一个正常的参数列表和一个使用这些参数的主体(body,可以是一个表达式或一个代码块)。
    Lambda表达式还增强了集合库。 Java SE 8添加了2个对集合数据进行批量操作的包: java.util.function 包以及 java.util.stream 包。 流(stream)就如同迭代器(iterator),但附加了许多额外的功能。 总的来说,lambda表达式和 stream 是自Java语言添加泛型(Generics)和注解(annotation)以来最大的变化。 在本文中,我们将从简单到复杂的示例中见认识lambda表达式和stream的强悍。
    环境准备
    如果还没有安装Java 8,那么你应该先安装才能使用lambda和stream(译者建议在虚拟机中安装,测试使用)。 像NetBeans 和IntelliJ IDEA 一类的工具和IDE就支持Java 8特性,包括lambda表达式,可重复的注解,紧凑的概要文件和其他特性。
    下面是Java SE 8和NetBeans IDE 8的下载链接:
    Java Platform (JDK 8): 从Oracle下载Java 8,也可以和NetBeans IDE一起下载
    NetBeans IDE 8: 从NetBeans官网下载NetBeans IDE
    Lambda表达式的语法
    基本语法:
    (parameters) -> expression

    (parameters) ->{ statements; }

    下面是Java lambda表达式的简单例子:

    // 1. 不需要参数,返回值为 5
    () -> 5
    
    // 2. 接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值
    x -> 2 * x
    
    // 3. 接受2个参数(数字),并返回他们的差值
    (x, y) -> x – y
    
    // 4. 接收2个int型整数,返回他们的和
    (int x, int y) -> x + y
    
    // 5. 接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)
    (String s) -> System.out.print(s)

    基本的Lambda例子
    现在,我们已经知道什么是lambda表达式,让我们先从一些基本的例子开始。 在本节中,我们将看到lambda表达式如何影响我们编码的方式。 假设有一个玩家List ,程序员可以使用 for 语句 ("for 循环")来遍历,在Java SE 8中可以转换为另一种形式:

     

    String[] atp = {"Rafael Nadal", "Novak Djokovic",
           "Stanislas Wawrinka",
           "David Ferrer","Roger Federer",
           "Andy Murray","Tomas Berdych",
           "Juan Martin Del Potro"};
    List<String> players =  Arrays.asList(atp);
    
    // 以前的循环方式
    for (String player : players) {
         System.out.print(player + "; ");
    }
    
    // 使用 lambda 表达式以及函数操作(functional operation)
    players.forEach((player) -> System.out.print(player + "; "));
     
    // 在 Java 8 中使用双冒号操作符(double colon operator)
    players.forEach(System.out::println);

    正如您看到的,lambda表达式可以将我们的代码缩减到一行。 另一个例子是在图形用户界面程序中,匿名类可以使用lambda表达式来代替。 同样,在实现Runnable接口时也可以这样使用:

     

    // 使用匿名内部类
    btn.setOnAction(new EventHandler<ActionEvent>() {
              @Override
              public void handle(ActionEvent event) {
                  System.out.println("Hello World!"); 
              }
        });
     
    // 或者使用 lambda expression
    btn.setOnAction(event -> System.out.println("Hello World!"));
    

    下面是使用lambdas 来实现 Runnable接口 的示例:

     

    // 1.1使用匿名内部类
    new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Hello world !");
        }
    }).start();
    
    // 1.2使用 lambda expression
    new Thread(() -> System.out.println("Hello world !")).start();
    
    // 2.1使用匿名内部类
    Runnable race1 = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Hello world !");
        }
    };
    
    // 2.2使用 lambda expression
    Runnable race2 = () -> System.out.println("Hello world !");
     
    // 直接调用 run 方法(没开新线程哦!)
    race1.run();
    race2.run();


    Runnable 的 lambda表达式,使用块格式,将五行代码转换成单行语句。 接下来,在下一节中我们将使用lambdas对集合进行排序。
    使用Lambdas排序集合
    在Java中,Comparator 类被用来排序集合。 在下面的例子中,我们将根据球员的 name, surname, name 长度 以及最后一个字母。 和前面的示例一样,先使用匿名内部类来排序,然后再使用lambda表达式精简我们的代码。
    在第一个例子中,我们将根据name来排序list。 使用旧的方式,代码如下所示:

     

    String[] players = {"Rafael Nadal", "Novak Djokovic", 
        "Stanislas Wawrinka", "David Ferrer",
        "Roger Federer", "Andy Murray",
        "Tomas Berdych", "Juan Martin Del Potro",
        "Richard Gasquet", "John Isner"};
     
    // 1.1 使用匿名内部类根据 name 排序 players
    Arrays.sort(players, new Comparator<String>() {
        @Override
        public int compare(String s1, String s2) {
            return (s1.compareTo(s2));
        }
    });

    使用lambdas,可以通过下面的代码实现同样的功能:

     

    // 1.2 使用 lambda expression 排序 players
    Comparator<String> sortByName = (String s1, String s2) -> (s1.compareTo(s2));
    Arrays.sort(players, sortByName);
    
    // 1.3 也可以采用如下形式:
    Arrays.sort(players, (String s1, String s2) -> (s1.compareTo(s2)));


    其他的排序如下所示。 和上面的示例一样,代码分别通过匿名内部类和一些lambda表达式来实现Comparator :

     

    // 1.1 使用匿名内部类根据 surname 排序 players
    Arrays.sort(players, new Comparator<String>() {
        @Override
        public int compare(String s1, String s2) {
            return (s1.substring(s1.indexOf(" ")).compareTo(s2.substring(s2.indexOf(" "))));
        }
    });
    
    // 1.2 使用 lambda expression 排序,根据 surname
    Comparator<String> sortBySurname = (String s1, String s2) -> 
        ( s1.substring(s1.indexOf(" ")).compareTo( s2.substring(s2.indexOf(" ")) ) );
    Arrays.sort(players, sortBySurname);
    
    // 1.3 或者这样,怀疑原作者是不是想错了,括号好多...
    Arrays.sort(players, (String s1, String s2) -> 
          ( s1.substring(s1.indexOf(" ")).compareTo( s2.substring(s2.indexOf(" ")) ) ) 
        );
    
    // 2.1 使用匿名内部类根据 name lenght 排序 players
    Arrays.sort(players, new Comparator<String>() {
        @Override
        public int compare(String s1, String s2) {
            return (s1.length() - s2.length());
        }
    });
    
    // 2.2 使用 lambda expression 排序,根据 name lenght
    Comparator<String> sortByNameLenght = (String s1, String s2) -> (s1.length() - s2.length());
    Arrays.sort(players, sortByNameLenght);
    
    // 2.3 or this
    Arrays.sort(players, (String s1, String s2) -> (s1.length() - s2.length()));
    
    // 3.1 使用匿名内部类排序 players, 根据最后一个字母
    Arrays.sort(players, new Comparator<String>() {
        @Override
        public int compare(String s1, String s2) {
            return (s1.charAt(s1.length() - 1) - s2.charAt(s2.length() - 1));
        }
    });
    
    // 3.2 使用 lambda expression 排序,根据最后一个字母
    Comparator<String> sortByLastLetter = 
        (String s1, String s2) -> 
            (s1.charAt(s1.length() - 1) - s2.charAt(s2.length() - 1));
    Arrays.sort(players, sortByLastLetter);
    
    // 3.3 or this
    Arrays.sort(players, (String s1, String s2) -> (s1.charAt(s1.length() - 1) - s2.charAt(s2.length() - 1)));
    

    就是这样,简洁又直观。 在下一节中我们将探索更多lambdas的能力,并将其与 stream 结合起来使用。
    使用Lambdas和Streams
    Stream是对集合的包装,通常和lambda一起使用。 使用lambdas可以支持许多操作,如 map, filter, limit, sorted, count, min, max, sum, collect 等等。 同样,Stream使用懒运算,他们并不会真正地读取所有数据,遇到像getFirst() 这样的方法就会结束链式语法。 在接下来的例子中,我们将探索lambdas和streams 能做什么。 我们创建了一个Person类并使用这个类来添加一些数据到list中,将用于进一步流操作。 Person 只是一个简单的POJO类:

     

    public class Person {
    
    private String firstName, lastName, job, gender;
    private int salary, age;
    
    public Person(String firstName, String lastName, String job,
                    String gender, int age, int salary)       {
              this.firstName = firstName;
              this.lastName = lastName;
              this.gender = gender;
              this.age = age;
              this.job = job;
              this.salary = salary;
    }
    // Getter and Setter 
    // . . . . .
    }

    接下来,我们将创建两个list,都用来存放Person对象:

     

    List<Person> javaProgrammers = new ArrayList<Person>() {
      {
        add(new Person("Elsdon", "Jaycob", "Java programmer", "male", 43, 2000));
        add(new Person("Tamsen", "Brittany", "Java programmer", "female", 23, 1500));
        add(new Person("Floyd", "Donny", "Java programmer", "male", 33, 1800));
        add(new Person("Sindy", "Jonie", "Java programmer", "female", 32, 1600));
        add(new Person("Vere", "Hervey", "Java programmer", "male", 22, 1200));
        add(new Person("Maude", "Jaimie", "Java programmer", "female", 27, 1900));
        add(new Person("Shawn", "Randall", "Java programmer", "male", 30, 2300));
        add(new Person("Jayden", "Corrina", "Java programmer", "female", 35, 1700));
        add(new Person("Palmer", "Dene", "Java programmer", "male", 33, 2000));
        add(new Person("Addison", "Pam", "Java programmer", "female", 34, 1300));
      }
    };
    
    List<Person> phpProgrammers = new ArrayList<Person>() {
      {
        add(new Person("Jarrod", "Pace", "PHP programmer", "male", 34, 1550));
        add(new Person("Clarette", "Cicely", "PHP programmer", "female", 23, 1200));
        add(new Person("Victor", "Channing", "PHP programmer", "male", 32, 1600));
        add(new Person("Tori", "Sheryl", "PHP programmer", "female", 21, 1000));
        add(new Person("Osborne", "Shad", "PHP programmer", "male", 32, 1100));
        add(new Person("Rosalind", "Layla", "PHP programmer", "female", 25, 1300));
        add(new Person("Fraser", "Hewie", "PHP programmer", "male", 36, 1100));
        add(new Person("Quinn", "Tamara", "PHP programmer", "female", 21, 1000));
        add(new Person("Alvin", "Lance", "PHP programmer", "male", 38, 1600));
        add(new Person("Evonne", "Shari", "PHP programmer", "female", 40, 1800));
      }
    };

    现在我们使用forEach方法来迭代输出上述列表:

     

    System.out.println("所有程序员的姓名:");
    javaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
    phpProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));

    我们同样使用forEach方法,增加程序员的工资5%:

     

    System.out.println("给程序员加薪 5% :");
    Consumer<Person> giveRaise = e -> e.setSalary(e.getSalary() / 100 * 5 + e.getSalary());
    
    javaProgrammers.forEach(giveRaise);
    phpProgrammers.forEach(giveRaise);

    另一个有用的方法是过滤器filter() ,让我们显示月薪超过1400美元的PHP程序员:

     

    System.out.println("下面是月薪超过 $1,400 的PHP程序员:")
    phpProgrammers.stream()
              .filter((p) -> (p.getSalary() > 1400))
              .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));

    我们也可以定义过滤器,然后重用它们来执行其他操作:

     

    // 定义 filters
    Predicate<Person> ageFilter = (p) -> (p.getAge() > 25);
    Predicate<Person> salaryFilter = (p) -> (p.getSalary() > 1400);
    Predicate<Person> genderFilter = (p) -> ("female".equals(p.getGender()));
    
    System.out.println("下面是年龄大于 24岁且月薪在$1,400以上的女PHP程序员:");
    phpProgrammers.stream()
              .filter(ageFilter)
              .filter(salaryFilter)
              .filter(genderFilter)
              .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
    
    // 重用filters
    System.out.println("年龄大于 24岁的女性 Java programmers:");
    javaProgrammers.stream()
              .filter(ageFilter)
              .filter(genderFilter)
              .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
    

    使用limit方法,可以限制结果集的个数:

     

    System.out.println("最前面的3个 Java programmers:");
    javaProgrammers.stream()
              .limit(3)
              .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
    
    
    System.out.println("最前面的3个女性 Java programmers:");
    javaProgrammers.stream()
              .filter(genderFilter)
              .limit(3)
              .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));

    排序呢? 我们在stream中能处理吗? 答案是肯定的。 在下面的例子中,我们将根据名字和薪水排序Java程序员,放到一个list中,然后显示列表:

    // 静态引入

    import static java.util.stream.Collectors.toList;

     

    System.out.println("根据 name 排序,并显示前5个 Java programmers:");
    List<Person> sortedJavaProgrammers = javaProgrammers
              .stream()
              .sorted((p, p2) -> (p.getFirstName().compareTo(p2.getFirstName())))
              .limit(5)
              .collect(toList());
    
    sortedJavaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; %n", p.getFirstName(), p.getLastName()));
     
    System.out.println("根据 salary 排序 Java programmers:");
    sortedJavaProgrammers = javaProgrammers
              .stream()
              .sorted( (p, p2) -> (p.getSalary() - p2.getSalary()) )
              .collect( toList() );
    
    sortedJavaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; %n", p.getFirstName(), p.getLastName()));

    如果我们只对最低和最高的薪水感兴趣,比排序后选择第一个/最后一个 更快的是min和max方法:

     

    System.out.println("工资最低的 Java programmer:");
    Person pers = javaProgrammers
              .stream()
              .min((p1, p2) -> (p1.getSalary() - p2.getSalary()))
              .get()
    
    System.out.printf("Name: %s %s; Salary: $%,d.", pers.getFirstName(), pers.getLastName(), pers.getSalary())
    
    System.out.println("工资最高的 Java programmer:");
    Person person = javaProgrammers
              .stream()
              .max((p, p2) -> (p.getSalary() - p2.getSalary()))
              .get()
    
    System.out.printf("Name: %s %s; Salary: $%,d.", person.getFirstName(), person.getLastName(), person.getSalary())

    上面的例子中我们已经看到 collect 方法是如何工作的。 结合 map 方法,我们可以使用 collect 方法来将我们的结果集放到一个字符串,一个 Set 或一个TreeSet中:

     

    System.out.println("将 PHP programmers 的 first name 拼接成字符串:");
    String phpDevelopers = phpProgrammers
              .stream()
              .map(Person::getFirstName)
              .collect(joining(" ; ")); // 在进一步的操作中可以作为标记(token)   
    
    System.out.println("将 Java programmers 的 first name 存放到 Set:");
    Set<String> javaDevFirstName = javaProgrammers
              .stream()
              .map(Person::getFirstName)
              .collect(toSet());
    
    System.out.println("将 Java programmers 的 first name 存放到 TreeSet:");
    TreeSet<String> javaDevLastName = javaProgrammers
              .stream()
              .map(Person::getLastName)
              .collect(toCollection(TreeSet::new));
    

    Streams 还可以是并行的(parallel)。 示例如下:

     

    System.out.println("计算付给 Java programmers 的所有money:");
    int totalSalary = javaProgrammers
              .parallelStream()
              .mapToInt(p -> p.getSalary())
              .sum();

    我们可以使用summaryStatistics方法获得stream 中元素的各种汇总数据。 接下来,我们可以访问这些方法,比如getMax, getMin, getSum或getAverage:

     

    //计算 count, min, max, sum, and average for numbers
    List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
    IntSummaryStatistics stats = numbers
              .stream()
              .mapToInt((x) -> x)
              .summaryStatistics();
    
    System.out.println("List中最大的数字 : " + stats.getMax());
    System.out.println("List中最小的数字 : " + stats.getMin());
    System.out.println("所有数字的总和   : " + stats.getSum());
    System.out.println("所有数字的平均值 : " + stats.getAverage()); 

    OK,就这样,希望你喜欢它!
    总结
    在本文中,我们学会了使用lambda表达式的不同方式,从基本的示例,到使用lambdas和streams的复杂示例。 此外,我们还学习了如何使用lambda表达式与Comparator 类来对Java集合进行排序。

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  • 文章目录lambda表达式Lambda表达式的标准格式Lambda表达式练习 lambda表达式 在数学中,函数就是有输入量,输入量的一套计算方案,也就是"拿数据做操作" 面向对象思想强调"必须通过对象的形式来做事情" 函数式思想则...

    lambda表达式

    在数学中,函数就是有输入量,输入量的一套计算方案,也就是"拿数据做操作"

    面向对象思想强调"必须通过对象的形式来做事情"

    函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法:“强调做什么,而不是以什么形式去做”

    而我们要学习的lambda表达式就是函数思想的体现


    体验lambda表达式

    package Demo14;
    
    public class LambdaDemo {
        public static void main(String[] args) {
            //实现类的方法实现需求
    //        MyRunnuable my = new MyRunnuable();
    //        Thread t =new Thread(my);
    //        t.start();
    //匿名内部类方法改进
    //        new Thread(new Runnable() {
    //            @Override
    //            public void run() {
    //                System.out.println("多线程启动了");
    //            }
    //        }).start();
            //lambda表达式方法表示
            new Thread( () -> {
                System.out.println("多线程启动了");
            }).start();
        }
    }
    
    • Lambda表达式的标格式

    匿名内部类中重写run()方法代码的分析

    • 方法形式参数为空,说明调用方法时不需要传递参数
    • 方法的返回值类型是void,说明方法执行没有返回结果
    • 方法体中的内容,是我吗具体要做的事情
    new Thread(new Rannable() {
        @override
        public void run(){
            System.out.println("多线程启动了")
        }
    }).start();
    

    Lambda代码分析

    • ():里面没有内容,可以看成是方法形式参数为空
    • ->:用箭头指向后面要做的事情
    • {}:包含一段代码,我吗称之为代码块,可以看成是方法体中的内容
    new Thread( () -> {
        System.out.println("多线程启动了")
    }).start();
    
    • 组成lambda表达式的三要素:形式参数,箭头,代码块

    Lambda表达式的标准格式

    • 格式:(形式参数)->{代码块}
    • 形式参数:如果多个参数,参数之间用逗号隔开;如果没有参数,留空即可
    • ->: 有英文中划线和大于符号组成,固定写法,代表指向动作
    • 代码块:是我们具体要做的事情,也就是以前我们写的方法具体内容

    Lambda表达式练习

    Lambda表达式的使用前提

    • 有一个接口
    • 接口中有且仅有一个抽象方法
    package Demo15;
    
    public class RatableDemo {
        public static void main(String[] args) {
            Eateble e = new EatableImpl();
            useEtable(e);
            //匿名内部类
            useEtable(new Eateble() {
                @Override
                public void eat() {
                    System.out.println("一天一苹果,医生远离我");
                }
            });
            //lambda表达式
            useEtable( () ->{
                System.out.println("一天一苹果,医生远离我");
            });
        }
        private static void useEtable(Eateble e){
            e.eat();
        }
    }
    
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  • 1 Lambda表达式简介 1.1 Lambda表达式是什么 JDK1.8是目前最流行的JDK版本,在这一个版本中引入了Lamda表达式。Lambda表达式可以简化代码,让我们的代码更为优雅,而Lambda表达式之所以“优雅”,是因为使用...

    目录

    1 Lambda表达式简介

    1.1 Lambda表达式是什么

    1.2 使用Lambda表达式实现Runnable接口

    2 Lambda表达式语法

    2.1 Lambda表达式基础语法

    2.2 Lambda表达式基础语法扩展

    2.3 Lambda表达式简写


    1 Lambda表达式简介

    1.1 Lambda表达式是什么

            JDK1.8是目前最流行的JDK版本,在这一个版本中引入了Lamda表达式。Lambda表达式可以简化代码,让我们的代码更为优雅,而Lambda表达式之所以“优雅”,是因为使用Lambda表达式可以对接口进行简洁的实现,Lamdba表达式本身就是一个匿名函数。

    1.2 使用Lambda表达式实现Runnable接口

            在Java中,线程可以通过将实现了Runnable接口的对象作为Thread类构造函数的参数进行创建,比如以下代码。

    public class TestThread {
        public static void main(String[] args) {
            Thread thread = new Thread(new MyTest());
            thread.start();
        }
    }
    
    class MyTest implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("执行线程内容");
        }
    }

            当然,也可以使用匿名函数的形式去创建一个线程,使代码的编写更加灵活,如以下代码所示。

    public class TestThread {
        public static void main(String[] args) {
            Thread thread = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("执行线程内容");
                }
            });
            thread.start();
        }
    }

            在上面的代码中,Runnable是一个接口,直接使用new去创建对象,也必须实现接口中的方法,这里就是匿名函数。而对于匿名函数的实现我们就可以用到Lambda表达式,如以下代码所示。

    public class TestThread {
        public static void main(String[] args) {
            Thread thread = new Thread(() -> {
                    System.out.println("执行线程内容");
            });
            thread.start();
        }
    }

     

    2 Lambda表达式语法

    2.1 Lambda表达式基础语法

            在上面使用创建线程简述了Lambda表达式的用法,这里详细描述Lambda表达式的基础语法。

    Thread thread = new Thread(() -> {
         System.out.println("执行线程内容");
    });

            以这一段代码作为参考

            ():表示的是参数的列表,Runnable接口当中的run()方法没有参数,所以()里面是没有参数的;

            ->:Lambda表达式的运算符,指向方法体;

            {}:用来描述方法体。

            所以,这里new Thread()中代码段的意思就是创建了一个Runnable接口的实现类,并且实现了接口中无参的抽象方法run,方法体为System.out.println("执行线程内容")。

           为什么这里并没有出现Runnable这一个名称程序却知道实现的是Runnble接口,而如果这一个接口中有两个或者多个抽象类程序会怎么解析?对于这两个疑问,首先可以查看Thread类的源码,就是下面的代码段。

    public Thread(Runnable target) {
        init(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
    }

           这是Thread类单个参数的构造方法,参数就是Runnable,所以这里使用Lambda表达式程序可以知道这里实现的Runnbale接口。而对于一个接口中有多个抽象方法的问题,Lambda表达式有这样的使用要求,就是在接口中有且只有一个抽象方法,如果Runnble接口中有两个或者多个抽象方法我们是不能这么用的。并且,打开Runnable接口的源码我们可以发现,在interface上有一个注解@FunctionalInterface,从名称可以看出这个注解的意思是函数式接口,也就是说这个接口里面只能有一个方法,否则会报错。

    2.2 Lambda表达式基础语法扩展

            上面以class Thread与interface Runnable为例介绍了抽象方法在无参、无返回值情况下的实现,介绍了Lambda表达式的基础语法,这里就对Lambda表达式的语法进行一个扩展介绍。

            (1)以一个参数,没有返回值的抽象方法举例,首先声明这样一个接口,如以下代码所示。

    @FunctionalInterface
    public interface NoReturnOneParamInterface {
        void test(int num);
    }

           使用Lambda表示式创建这个接口的实现对象,可以这样写。

    public class Test01 {
        public static void main(String[] args) {
            NoReturnOneParamInterface noReturnOneParamInterface = (int num) -> {
                System.out.println(num);
            };
            noReturnOneParamInterface.test(100);    // 结果为在控制台打印了100
        }
    }

            (2)以两个参数,没有返回值的抽象方法举例,接口声明及方法实现方式如下。

    @FunctionalInterface
    public interface NoReturnTwoParamInterface {
        void test(int a, int b);
    }
    public class Test01 {
        public static void main(String[] args) {
            NoReturnTwoParamInterface noReturnTwoParamInterface = (int a, int b) -> {
                System.out.println(a + b);
            };
            noReturnTwoParamInterface.test(100, 1000);    // 结果为在控制台打印了1100
        }
    }

            (3)以任意参数,有返回值的抽象方法举例,接口声明及方法实现方式如下。

    @FunctionalInterface
    public interface HasReturnTwoParamInterface {
        int test(int a, int b);
    }
    public class Test01 {
        public static void main(String[] args) {
            HasReturnTwoParamInterface hasReturnTwoParamInterface = (int a, int b) -> {
                System.out.println(a + b);
                return a + b;
            };
            int test = hasReturnTwoParamInterface.test(100, 1000);  // 此时int变量的值为1100
            System.out.println(test);
        }
    }

    2.3 Lambda表达式简写

            Lambda表达式在一定程度上精简了代码,并且在上面所提到的语法基础上还有一些简写语法,有代码洁癖的人士也许会很喜欢。

    (1)参数类型简写

            由于方法参数类型在接口定义时早已声明,在编译时JVM是可以知道方法参数类型的,所以在使用Lambda表达式去写有参的匿名函数时可以省略调参数类型。当然,如果要省去参数类型必须该方法的所有参数的类型都不写,否则通不过编译。示例为如下代码。

    public class Test01 {
        public static void main(String[] args) {
            HasReturnTwoParamInterface hasReturnTwoParamInterface = (a, b) -> {
                System.out.println(a + b);
                return a + b;
            };
            int test = hasReturnTwoParamInterface.test(100, 1000);  // 此时int变量的值为1100
            System.out.println(test);
        }
    }

    (2)方法体只有一行时可以省去大括号

            这里意思就是说当抽象方法的实现只有一个分号时可以省去包围方法体的大括号,如下代码所示。

    public class Test01 {
        public static void main(String[] args) {
            NoReturnOneParamInterface noReturnOneParamInterface = (a) -> System.out.println("hello world");
            noReturnOneParamInterface.test(1000);
        }
    }

            需要注意的是,如果是在省去了大括号并且唯一的一条语句是一个return,则必须省去return关键字,当然省去return关键字还是会返回的。

    (3)参数只有一个时可以省去包围参数的小括号

           没错,这样也是可以运行的。

    public class Test01 {
        public static void main(String[] args) {
            NoReturnOneParamInterface noReturnOneParamInterface = a -> System.out.println("hello world");
            noReturnOneParamInterface.test(1000);
        }
    }

     

     

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