Lambda表达式深入解析

超、凢脫俗 2022-12-22 06:19 314阅读 0赞

## 1.Lambda介绍 ##

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)

*  匿名的，有输入输出，但没有函数名
 *  Function
 *  简洁的
 *  Java 1.7中，发布了一个名为 invokedynamic 的新JVM操作码，Java 8 Lambda使用它

## 2.Lambda表达式的语法 ##

### 2.1 基本语法 ###

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

### 2.2 简单例子 ###

//1.接受参数，并有返回值
    Comparator<Apple> byColorLambda = (Apple a1, Apple a2)->{ 
        return a1.getColor().compareTo(a2.getColor());
    };
    
    //2.接受参数，参数类型可以不指定，通过推导的方式
    Comparator<Apple> byColorLambda = (a1, a2)->{ 
        return a1.getColor().compareTo(a2.getColor());
    };
    
    //3.不加花括号，return可以省略
    Comparator<Apple> byColorLambda = (a1, a2)->a1.getColor().compareTo(a2.getColor());
            
    //4.不需要参数,返回值为 5 
    () -> 5  
      
    //5.接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值 
    x -> 2 * x  
     
    //6.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)  
    
    //7.Function
    Function<String, Integer> byLenLambda = a -> a.length();
    
    //8.Predicate
    Predicate<Apple> p = a -> a.getColor().equals("green");

### 2.3 Lambda本质 ###

1.本质上是一个Functional Interface的实现，下面通过几个例子，阐述下。

1.(int x, int y) -> { 
      	System.out.println(x);
      	System.out.println(y);
      };
    ==>
      @FunctionalInterface
      public interface Test{ 
         public void fun(int x, int y)
      } 
     
    2.() -> 42;
    ==>
      @FunctionalInterface
      public interface Test{ 
         public int fun()
      }

2.查看字节码，其实可以了解到生成了内部类，用于实现Function interface，并提供了一个静态方法，用于调用此内部类的方法

@FunctionalInterface
    interface Print<T> { 
        public void print(T x);
    }
    public class Lambda {    
        public static void PrintString(String s, Print<String> print) { 
            print.print(s);
        }
        private static void lambda$0(String x) { 
            System.out.println(x);
        }
        final class $Lambda$1 implements Print{ 
            @Override
            public void print(Object x) { 
                lambda$0((String)x);
            }
        }
        public static void main(String[] args) { 
            PrintString("test", new Lambda().new $Lambda$1());
        }
    }

### 2.4 Lambda使用 ###

public class LambdaUsage { 
        public static void main(String[] args) { 
            Runnable r1 = () -> System.out.println("Hello");
    
            Runnable r2 = new Runnable() { 
                @Override
                public void run() { 
                    System.out.println("Hello");
                }
            };
    
            ProcessRun(r1);
            ProcessRun(r2);
            ProcessRun(()->System.out.println("Hello"));
        }
    
        private static void ProcessRun(Runnable r) { 
            r.run();
        }

### 2.5 几中Function interface ###

Predicate boolean test(T t)
    
    Consumer accept(T t);
    
    Function<T, R> R apply(T t);
    
    Supplier<T> T get();

#### 2.5.1 Predicate ####

1.抽象方法

boolean test(T t);
    即对t进行断言，返回true或者false

类似的IntPredicate、LongPredicate、DoublePredicate、BiPredicate

2.例子

public static List<Apple> findPredicateApple(List<Apple> apples, Predicate<Apple> predicate) { 
    
            List<Apple> newApples = new ArrayList<>();
    
            for (Apple apple : apples) { 
                if (predicate.test(apple)) { 
                    newApples.add(apple);
                }
            }
    
            return newApples;
        }
    
        public static List<Apple> findLongPredicateApple(List<Apple> apples, LongPredicate predicate) { 
    
            List<Apple> newApples = new ArrayList<>();
    
            for (Apple apple : apples) { 
                if (predicate.test(apple.getWeight())) { 
                    newApples.add(apple);
                }
            }
    
            return newApples;
        }
    
        public static List<Apple> findBiPredicateApple(List<Apple> apples, BiPredicate<String, Long> predicate) { 
    
            List<Apple> newApples = new ArrayList<>();
    
            for (Apple apple : apples) { 
                if (predicate.test(apple.getColor(), apple.getWeight())) { 
                    newApples.add(apple);
                }
            }
    
            return newApples;
        }  
    
    public static void main(String[] args) { 
            List<Apple> apples = Arrays.asList(new Apple(120, "green"),
                    new Apple(110, "yellow"),
                    new Apple(160, "green"),
                    new Apple(140, "red"));
    
            List<Apple> greenApples =  findPredicateApple(apples, apple -> apple.getColor().equals("green"));
            System.out.println(greenApples);
    
            List<Apple> weight140Apples =  findLongPredicateApple(apples, w -> w==160);
            System.out.println(weight140Apples);
    
            List<Apple> biApples =  findBiPredicateApple(apples, (c, w) -> c.equals("green") && (w == 160));
            System.out.println(biApples); 
    }

#### 2.5.2 Consumer ####

1.抽象方法

void accept(T var1);
    
    接收一个泛型的参数T，然后调用accept，对这个参数做一系列的操作，没有返回值

类似的IntConsumer、LongConsumer、DoubleConsumer、BiConsumer

2.例子

public static void consumerApple(List<Apple> apples, Consumer<Apple> consumer){ 
            for (Apple apple : apples){ 
                consumer.accept(apple);
            }
        }
    
     public static void biConsumerApple(List<Apple> apples, BiConsumer<String, Long> consumer){ 
         for (Apple apple : apples){ 
             consumer.accept(apple.getColor(), apple.getWeight());
         }
     }
     public static void main(String[] args) { 
            List<Apple> apples = Arrays.asList(new Apple(120, "green"),
                    new Apple(110, "yellow"),
                    new Apple(160, "green"),
                    new Apple(140, "red"));
            consumerApple(apples, apple -> System.out.println(apple));
            biConsumerApple(apples, (c, w) -> System.out.println("color: " + c +", weigth: " + w));
    }

#### 2.5.3 Function ####

1.抽象方法

R apply(T var1);
    
    将Function对象应用到输入的参数上，然后返回计算结果
    
    接收一个泛型的参数T，进行计算，返回结果R

类似的IntFunction、LongFunction、DoubleFunction、BiFunction

2.例子

public String  functionApple(Apple apple, Function<Apple, String> func){ 
            return func.apply(apple);
        }
    
    String apple = functionApple(new Apple(110, "red"), a -> a.toString());

#### 2.5.3 Supplier ####

1.抽象方法

T get();
    
    接口没有入参，返回一个T类型的对象，类似工厂方法

类似的IntSupplier、LongSupplier、DoubleSupplier、BiSupplier

2.例子

Supplier<Apple> supplier = ()->new Apple(110, "yellow");
    Apple apple = supplier.get();
    System.out.println(apple);
    
    Supplier<String> s = String::new;
    System.out.println(s.get().getClass());

### 2.6 优点和缺点 ###

1.优点：

*  最直观的，就是不用再写大量的匿名内部类
 *  Java 8 使用 invokedynamic 来调用lambda，如果你有10个lambda，它将不会导致任何匿名类，从而减少最终的jar大小
 *  非常容易并行计算
 *  可能代表未来的编程趋势
 *  结合 hashmap 的 computeIfAbsent 方法，递归运算非常快。java有针对递归的专门优化。

2.缺点：

*  若不用并行计算，很多时候计算速度没有比传统的 for 循环快。（并行计算有时需要预热才显示出效率优势）
 *  不容易调试
 *  若其他程序员没有学过 lambda 表达式，代码不容易让其他语言的程序员看懂
 *  在 lambda 语句中强制类型转换貌似不方便，一定要搞清楚到底是 map 还是 mapToDouble 还是 mapToInt

### 2.7 其他 ###

Lambda表达式中引用的外部变量是常量

int i = 1;
    Runnable r = () -> System.out.println(i); //此时编译器将i修饰为final
    Runnable r = () -> System.out.println(i++); //这样会报错的，因为编译器将i修饰为final
    
    //同样在匿名内部类也一样
    int i = 1;
    Runnable r = new Runnable() { 
        @Override
        public void run() { 
            System.out.println(i++); //这样会报错的，因为编译器将i修饰为final
        }
    }