Lambda表達式詳解（jdk1.8新特性）

Lambda表達式詳解

1.Lambda簡介

Lambda 表達式是 JDK8 的一個新特性，可以取代大部分的匿名內部類，寫出更優雅的 Java 代碼，尤其在集合的遍歷和其他集合操作中，可以極大地優化代碼結構。

JDK 也提供了大量的內置函數式接口供我們使用，使得 Lambda 表達式的運用更加方便、高效。

package com.mage;
/**
 * @param
 * @author qzp
 * @create 2020-03-23 0:05
 */
public class MyLambda {
    public static void main(String[] args) {
        //方式一實現
        Person person= new Student();
        int compare = person.compare(3, 2);
        System.out.println(compare);
        //方式二：匿名內部類
        Person person1 = new Person() {
            @Override
            public int compare(int a, int b) {
                return a-b;
            }
        };
        System.out.println(person1.compare(5,4));
        //方式三：Lambda
        Person person2 =(a,b)-> a-b;
        System.out.println(person2.compare(4,5));
    }
}
//接口實現類
class Student implements Person{
    @Override
    public int compare(int a, int b) {
        return a-b;
    }
}
//接口
interface Person{
    int compare(int a,int b);
}

2.Lambda對接口的要求

雖然使用 Lambda 表達式可以對某些接口進行簡單的實現，但並不是所有的接口都可以使用 Lambda 表達式來實現。Lambda 規定接口中只能有一個需要被實現的方法，不是規定接口中只能有一個方法

jdk 8 中有另一個新特性：default， 被 default 修飾的方法會有默認實現，不是必須被實現的方法，所以不影響 Lambda 表達式的使用。

@FunctionalInterface

修飾函數式接口的，要求接口中的抽象方法只有一個。 這個註解往往會和 lambda 表達式一起出現。

3.Lambda 基礎語法

我們這裏給出六個接口，後文的全部操作都利用這六個接口來進行闡述。

/**
 * @param
 * @author qzp
 * @create 2020-03-23 9:03
 */
/**多參數無返回*/
@FunctionalInterface
public interface NoReturnMultiParam {
    void method(int a, int b);
}

/**無參無返回值*/
@FunctionalInterface
public interface NoReturnNoParam {
    void method();
}

/**一個參數無返回*/
@FunctionalInterface
public interface NoReturnOneParam {
    void method(int a);
}

/**多個參數有返回值*/
@FunctionalInterface
public interface ReturnMultiParam {
    int method(int a, int b);
}

/*** 無參有返回*/
@FunctionalInterface
public interface ReturnNoParam {
    int method();
}

/**一個參數有返回值*/
@FunctionalInterface
public interface ReturnOneParam {
    int method(int a);
}

語法形式爲 () -> {}，其中 () 用來描述參數列表，{} 用來描述方法體，-> 爲 lambda運算符 ，讀作(goes to)。

import lambda.interfaces.*;
/**
 * @param
 * @author qzp
 * @create 2020-03-23 9:03
 */
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {

        //無參無返回
        NoReturnNoParam noReturnNoParam = () -> {
            System.out.println("NoReturnNoParam");
        };
        noReturnNoParam.method();

        //一個參數無返回
        NoReturnOneParam noReturnOneParam = (int a) -> {
            System.out.println("NoReturnOneParam param:" + a);
        };
        noReturnOneParam.method(6);

        //多個參數無返回
        NoReturnMultiParam noReturnMultiParam = (int a, int b) -> {
            System.out.println("NoReturnMultiParam param:" + "{" + a +"," + + b +"}");
        };
        noReturnMultiParam.method(6, 8);

        //無參有返回值
        ReturnNoParam returnNoParam = () -> {
            System.out.print("ReturnNoParam");
            return 1;
        };

        int res = returnNoParam.method();
        System.out.println("return:" + res);

        //一個參數有返回值
        ReturnOneParam returnOneParam = (int a) -> {
            System.out.println("ReturnOneParam param:" + a);
            return 1;
        };

        int res2 = returnOneParam.method(6);
        System.out.println("return:" + res2);

        //多個參數有返回值
        ReturnMultiParam returnMultiParam = (int a, int b) -> {
            System.out.println("ReturnMultiParam param:" + "{" + a + "," + b +"}");
            return 1;
        };

        int res3 = returnMultiParam.method(6, 8);
        System.out.println("return:" + res3);
    }
}

5.Lambda 語法簡化

我們可以通過觀察以下代碼來完成代碼的進一步簡化，寫出更加優雅的代碼.

import lambda.interfaces.*;
/**
 * @param
 * @author qzp
 * @create 2020-03-23 9:03
 */
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {

        //1.簡化參數類型，可以不寫參數類型，但是必須所有參數都不寫
        NoReturnMultiParam lamdba1 = (a, b) -> {
            System.out.println("簡化參數類型");
        };
        lamdba1.method(1, 2);

        //2.簡化參數小括號，如果只有一個參數則可以省略參數小括號
        NoReturnOneParam lambda2 = a -> {
            System.out.println("簡化參數小括號");
        };
        lambda2.method(1);

        //3.簡化方法體大括號，如果方法條只有一條語句，則可以省略方法體大括號
        NoReturnNoParam lambda3 = () -> System.out.println("簡化方法體大括號");
        lambda3.method();

        //4.如果方法體只有一條語句，並且是 return 語句，則可以省略方法體大括號和return關鍵字
        ReturnOneParam lambda4 = a -> a+3;
        System.out.println(lambda4.method(5));

        ReturnMultiParam lambda5 = (a, b) -> a+b;
        System.out.println(lambda5.method(1, 1));
    }
}

6.Lambda 表達式常用示例

• lambda 表達式引用方法

有時候我們不是必須要自己重寫某個匿名內部類的方法，我們可以可以利用 lambda表達式的接口快速指向一個已經被實現的方法。

語法

方法歸屬者::方法名 靜態方法的歸屬者爲類名，普通方法歸屬者爲對象

package com.mage;
/**
 * @param
 * @author qzp
 * @create 2020-03-23 9:03
 */
//函數式接口
@FunctionalInterface
public interface ReturnOneParam {
    public int method(int a);
}

package com.mage;
/**
 * @param
 * @author qzp
 * @create 2020-03-23 9:02
 */
public class Exe {
    public static void main(String[] args) {
        //最原始的Lambda方式實現接口方法
        ReturnOneParam lambda = a -> a*2;
        System.out.println(lambda.method(3));

	//方法的引用：可以快速的將一個Lambda的實現直接指向一個已經實現的方法（也就是被static修飾的方法）
        ReturnOneParam lambda1 = a -> doubleNum(a);
        System.out.println(lambda1.method(3));

        //lambda2 引用了已經實現的 doubleNum 方法
        ReturnOneParam lambda2 = Exe::doubleNum;
        System.out.println(lambda2.method(3));

        Exe exe = new Exe();

        //lambda4 引用了已經實現的 addTwo 方法
        ReturnOneParam lambda4 = exe::addTwo;
        System.out.println(lambda4.method(2));
    }

    /**
     * 要求
     * 1.參數數量和類型要與接口中定義的一致
     * 2.返回值類型要與接口中定義的一致
     */
    public static int doubleNum(int a) {
        return a * 2;
    }

    public int addTwo(int a) {
        return a + 2;
    }
}

• 構造方法的引用

一般我們需要聲明接口，該接口作爲對象的生成器，通過 類名::new 的方式來實例化對象，然後調用方法返回對象。

package com.mage;
/**
 * @param
 * @author qzp
 * @create 2020-03-23 9:43
 */
public class Item {
    private int id;
    private String name;
    private double price;

    public Item() {
        System.out.println("無參構造函數被調用");
    }

    public Item(int id, String name, double price) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.price = price;
        System.out.println("有參構造函數被調用");
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public double getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(double price) {
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Item{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", price=" + price +
                '}';
    }
}

package com.mage;
/**
 * @param
 * @author qzp
 * @create 2020-03-23 9:42
 */
interface ItemCreatorBlankConstruct {
    Item getItem();
}
interface ItemCreatorParamContruct {
    Item getItem(int id, String name, double price);
}

public class Exe2 {
    public static void main(String[] args) {
        ItemCreatorBlankConstruct creator = () -> new Item();
        Item item = creator.getItem();
        System.out.println(item);

        ItemCreatorBlankConstruct creator2 = Item::new;
        Item item2 = creator2.getItem();
        System.out.println(item2);

        ItemCreatorParamContruct creator3 = Item::new;
        Item item3 = creator3.getItem(112, "鼠標", 135.99);
        System.out.println(item3);
    }
}

• lambda 表達式創建線程

我們以往都是通過創建 Thread 對象，然後通過匿名內部類重寫 run() 方法，一提到匿名內部類我們就應該想到可以使用 lambda 表達式來簡化線程的創建過程。

package com.mage.state;
/**
 * @param
 * @author qzp
 * @create 2020-03-22 21:09
 */
public class Testyield1 {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println("lanbda...."+i);
            }
        }).start();
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("main方法"+i);
            if(i%3==0){
               Thread.yield();
            }
        }
    }
}

• 集合排序遍歷

  對於某些集合排序，按照key遞增的方式排序，對於自定義的排序，需要實現接口Comparable，極大的不方便，而Lambda表達式可以很方便的解決這個問題，我們可以來如下代碼：

  **方式一：**實現接口Compable

package com.map;
/**
 * @param
 * @author qzp
 * @create 2020-03-22 16:45
 */
public class Emp implements Comparable<Emp>{
    private Integer age;
    private String name;
    private double salery;

    public Emp(Integer age, String name, double salery) {
        this.age = age;
        this.name = name;
        this.salery = salery;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public double getSalery() {
        return salery;
    }

    public void setSalery(double salery) {
        this.salery = salery;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Emp{" +
                "age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", salery=" + salery +
                '}';
    }

    //小於，返回-1；等於，返回0；大於，返回+1；
    @Override
    public int compareTo(Emp o) {
        if(this.salery>o.salery){
            return 1;
        }else if(this.salery<o.salery){
            return -1;
        }else {
            if(this.age>o.age){
                return 1;
            }else if(this.age<o.age){
                return -1;
            }else {
                return 0;
            }
        }
    }
}

package com.map;

import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;

/**
 * @param
 * @author qzp
 * @create 2020-03-22 16:43
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //Arraylist集合
        List<Emp> emps1 = new ArrayList<>();
        emps1.add(new Emp(25,"張三",10000));
        emps1.add(new Emp(26,"qzp",10000));
        emps1.add(new Emp(30,"李四",18000));
        emps1.add(new Emp(35,"王二",20000));
        //遍歷
        for(Emp ss:emps1){
            System.out.println(ss);
        }
        //TreeSet集合
        //自定義主鍵，想要按照key遞增的方式排序，需要用比較器，實現接口Comparable<T>
        Set<Emp> emps2 = new TreeSet<>();
        emps2.add(new Emp(25,"張三",10000));
        emps2.add(new Emp(26,"qzp",10000));
        emps2.add(new Emp(30,"李四",18000));
        emps2.add(new Emp(35,"王二",20000));
        //遍歷
        for(Emp ss:emps2){
            System.out.println(ss);
        }
        //TreeMap集合
        Map<Integer,String> treeMap1 = new TreeMap<>();
        treeMap1.put(20,"aa");
        treeMap1.put(30,"cc");
        treeMap1.put(40,"dd");
        //按照key遞增的方式排序
        for(Integer key:treeMap1.keySet()){
            System.out.println(key+"--->"+treeMap1.get(key));
        }
        //自定義主鍵，想要按照key遞增的方式排序，需要用比較器，實現接口Comparable<T>
        Map<Emp, String> treeMap2 = new TreeMap<>();
        treeMap2.put(new Emp(25,"張三",10000),"張三是一個好小夥");
        treeMap2.put(new Emp(26,"qzp",10000),"qzp是一個好小夥");
        treeMap2.put(new Emp(30,"李四",18000),"李四是一個積極向上小夥");
        treeMap2.put(new Emp(35,"王二",20000),"王二是一個好項目經理");
        for(Emp emp:treeMap2.keySet()){
            System.out.println(emp);
        }
    }
}

方式二：Lambda表達式

package com.mage;
/**
 * @param
 * @author qzp
 * @create 2020-03-22 17:46
 */
class Person1 {
    private Integer age;
    private String name;
    private double salery;

    public Person1(Integer age, String name, double salery) {
        this.age = age;
        this.name = name;
        this.salery = salery;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public double getSalery() {
        return salery;
    }

    public void setSalery(double salery) {
        this.salery = salery;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person1{" +
                "age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", salery=" + salery +
                '}';
    }
}

package com.mage;
import java.util.ArrayList;
/**
 * @param
 * @author qzp
 * @create 2020-03-23 10:08
 */
public class Exe3 {
    public static void main(String[] args) {
        //ArrayList集合遍歷排序
        ArrayList<Person1> list = new ArrayList<>();

        list.add(new Person1(25,"張三",10000));
        list.add(new Person1(26,"qzp",10000));
        list.add(new Person1(30,"李四",18000));
        list.add(new Person1(35,"王二",20000));
        //降序(調用函數式接口Comparator<T>)
        list.sort((o1, o2) -> o2.getAge() - o1.getAge());
        System.out.println(list);
        
        //TreeSet集合遍歷排序
        TreeSet<Person1> treeSet = new TreeSet<>((o1, o2) -> {
            if(o1.getSalery()>o2.getSalery()){
                return 1;
            }else if(o1.getSalery()<o2.getSalery()){
                return -1;
            }else {
                if(o1.getAge()>o2.getAge()){
                    return 1;
                }else if(o1.getAge()<o2.getAge()){
                    return -1;
                }else {
                    return 0;
                }
            }
        });
        treeSet.add(new Person1(25,"張三",10000));
        treeSet.add(new Person1(26,"qzp",10000));
        treeSet.add(new Person1(30,"李四",18000));
        treeSet.add(new Person1(35,"王二",20000));
        System.out.println(treeSet);
    }
}

• 遍歷集合

我們可以調用集合的 public void forEach(Consumer<? super E> action) 方法，通過 lambda 表達式的方式遍歷集合中的元素。以下是 Consumer 接口的方法以及遍歷集合的操作。Consumer 接口是 jdk 爲我們提供的一個函數式接口。

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

package com.mage;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
/**
 * @param
 * @author qzp
 * @create 2020-03-23 12:13
 */
public class Exe4 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        //注意：Collections是一個工具類，不是接口
        Collections.addAll(list, 1,2,3,4,5);

        list.forEach(x -> {
            System.out.println(x);
        });
        //lambda表達式 方法引用
        list.forEach(System.out::println);
        //添加條件輸出
        list.forEach(element -> {
            if (element % 2 == 0) {
                System.out.println(element);
            }
        });
    }
}

• 刪除集合中的某個元素

我們通過public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter)方法來刪除集合中的某個元素，Predicate 也是 jdk 爲我們提供的一個函數式接口，可以簡化程序的編寫。

ArrayList<Item> items = new ArrayList<>();
items.add(new Item(11, "小牙刷", 12.05 ));
items.add(new Item(5, "日本馬桶蓋", 999.05 ));
items.add(new Item(7, "格力空調", 888.88 ));
items.add(new Item(17, "肥皂", 2.00 ));
items.add(new Item(9, "冰箱", 4200.00 ));

items.removeIf(ele -> ele.getId() <7);

//通過 foreach 遍歷，查看是否已經刪除
items.forEach(System.out::println);

• 集合內元素的排序

在以前我們若要爲集合內的元素排序，就必須調用 sort 方法，傳入比較器匿名內部類重寫 compare 方法，我們現在可以使用 lambda 表達式來簡化代碼。

ArrayList<Item> list = new ArrayList<>();
list.add(new Item(13, "背心", 7.80));
list.add(new Item(11, "半袖", 37.80));
list.add(new Item(14, "風衣", 139.80));
list.add(new Item(12, "秋褲", 55.33));

/*
list.sort(new Comparator<Item>() {
    @Override
    public int compare(Item o1, Item o2) {
    	return o1.getId()  - o2.getId();
	}
});
*/

list.sort((o1, o2) -> o1.getId() - o2.getId());

System.out.println(list);

7.Lambda 表達式中的閉包問題

這個問題我們在匿名內部類中也會存在，如果我們把註釋放開會報錯，告訴我 num 值是被 final 修飾了，不能被改變。這裏我們雖然沒有標識 num 類型爲 final，但是在編譯期間虛擬機會幫我們加上 final 修飾關鍵字。

import java.util.function.Consumer;
/**
 * @param
 * @author qzp
 * @create 2020-03-23 12:13
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        int num = 10;

        Consumer<String> consumer = ele -> {
            System.out.println(num);
        };

        //num = num + 2;
        consumer.accept("hello");
    }
}