前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >Java 8——Lambda表达式

Java 8——Lambda表达式

作者头像
我没有三颗心脏
发布2018-04-26 16:19:03
1.1K0
发布2018-04-26 16:19:03
举报
文章被收录于专栏:Java Web

本文内容大部分来自《Java 8实战》一书

前言

在上一篇文章中,我们了解了利用行为参数化来传递代码有助于应对不断变化的需求,它允许你定义一个代码块来表示一个行为,然后传递它。一般来说,利用这个概念,你就可以编写更为灵活且可重复使用的代码了。

但是你同时也看到,使用匿名类来表示不同的行为并不令人满意:代码十分啰嗦,这会影响程序员在时间中使用行为参数化的积极性。Lambda表达式很好的解决了这个问题,它可以让你很简洁地表示一个行为或传递代码。现在你可以把Lambda表达式看作匿名功能,它基本上就是没有声明名称的方法,但和匿名类一样,它也可以作为参数传递给一个方法。

Lambda管中窥豹

可以把Lambda表达式理解为简洁地表示可传递的匿名函数的一种方式:它没有名称,但它由参数列表、函数主体、返回类型,可能还有一个抛出的异常列表。

Lambda表达式鼓励你采用上一篇文章中提到的行为参数化风格,最终结果就是你的额代码变得更加清晰、更加灵活。比如,利用Lambda表达式,你可以更为简洁地自定义一个Comparator对象:

不得不承认,代码看起来更清晰了。要是现在觉得Lambda表达式看起来一头雾水的话也没关系,很快就会一点点的解释清楚的。现在,请注意你基本上只传递了比较两个苹果重量所需要的代码。看起来就像只传递了compare方法的主体。你很快就会学到,你甚至还可以进一步简化代码。

为了进一步说明,下面给出了Java 8五个有效的Lambda表达式的例子:

Java语言设计者选择这样的语法,是因为C#和Scala等语言中的类似功能广受欢迎。Lambda的基本语法是:

代码语言:javascript
复制
(parameters) -> expression

(请注意语句的花括号)

代码语言:javascript
复制
(parameters) -> { statements; }

你可以看到,Lambda表达式的语法很简单,我们下来来测试一下你对这个模式的了解程度:

在哪里以及如何使用Lambda

现在你可能在想,在哪里可以使用Lambda表达式。直接公布答案:你可以在函数式接口上使用Lambda表达式。

函数式接口

还记得上一篇文章中,为了参数化filter方法的行为而创建的Predicate<T>接口吗?它就是一个函数式接口!为什么呢?因为Predicate仅仅定义了一个抽象方法:

代码语言:javascript
复制
public interface Predicate<T>{
    boolean test(T t);
}

一言以蔽之,函数式接口就是之定义一个抽象方法的接口。你已经知道了Java API中的一些其他函数式接口,如Comparator和Runnable

代码语言:javascript
复制
public interface Comparator<T>{
    int compare(T o1, T o2);
}

public interface Runnable{
    void run();
}

接口现在还可以拥有默认方法(即在类没有对方法进行是现实时,其主体为方法提供默认实现的方法,如List的sort方法)。哪怕有很多默认方法,只要接口只定义了一个抽象方法,它就仍然是一个函数式接口。

为了检测是否掌握了函数式接口的概念,我们来看一个小测试:

用函数式接口可以干什么呢?Lambda表达式允许你直接以内联的形式为函数式接口的抽象方法提供实现,并把整个表达式作为函数式接口的实例。这听上去可能有些绕口,但是联想到上一篇文章中的Lambda表达式改造的语句,或许就会清晰许多,它不同于使用匿名内部类来完成时的笨拙,而是更加清晰直接:

你可能会想:“为什么只有在需要函数式接口的时候才可以传递Lambda呢?”语言的设计者也考虑过其他方法,例如给Java添加函数类型,但最终他们选择了现在这种方式,因为这种方式自然且能避免语言变得更加复杂。此外,大多数Java程序员都已经熟悉了具有一个抽象方法的接口的理念(例如事件处理)。

把Lambda付诸实践:环绕执行模式

让我们通过一个例子,看看在实践中如何利用Lambda和行为参数化来让代码更为灵活,更为简洁。资源处理(例如处理文件或数据库)时一个常见的模式就是打开一个资源,做一些处理,然后关闭资源。这个设置和清理阶段总是很相似,并且会围绕着执行处理的那些重要代码。这就是所谓的环绕执行(execute around)模式:

第一步:记得行为参数化

现在这段代码时有局限的。你只能读文件的第一行。如果你想要返回头两行,甚至返回使用最频繁的词,该怎么办呢?在理想的情况下,你要重用执行设置和清理的代码,并告诉processFile方法对文件执行不同的操作。这听起来是不是很耳熟?是的,你需要把processFile的行为参数化。你需要一种方法把行为传递给processFile,以便它可以利用BufferedReader执行不同的行为。

传递行为正是Lambda的拿手好戏。那要是想一次读两行,这个新的processFile方法看起来又该是什么样的呢?基本上,你需要一个接受BufferedReader并返回String的Lambda。例如,下面就是从BufferedReader中打印两行的写法:

代码语言:javascript
复制
String result = processFile((BufferedReader br) -> 
                                            br.readLine() + br.readLine());
第二步:使用函数式接口来传递行为

前面已经解释过了,Lambda仅可用于上下文是函数式接口的情况。你需要创建一个能匹配BufferedReader -> String,还可以抛出IOException异常的接口。让我们把这一接口叫做BufferedReaderProcessor吧。

代码语言:javascript
复制
@FunctionalInterface
public interface BufferedReaderProcessor{
    String process(BufferedReader b) throws IOException;
}

@FunctionalInterface 标注表示该接口会设计成一个函数式接口。如果你用此标注定义了一个接口,而它却不是函数式接口的话,编译器将返回一个提示原因的错误。

现在你就可以把这个接口作为新的processFile方法的参数了:

代码语言:javascript
复制
public static String processFile(BufferedReaderProcessor p) throws IOException{
    ...
}
第三步:执行一个行为

任何BufferedRader -> String形式的Lambda都可以作为参数来传递,因为它们符合BufferedReaderProcessor接口中定义的process方法的签名。现在你只需要一种方法在processFile主体内执行Lambda所代表的代码。请记住,Lambda表达式允许你直接内联,为函数式接口的抽象方法提供实现,并且将整个表达式作为函数式接口的一个实例。因此,你可以在processFile主体内,对得到的BufferedReaderProcessor对象调用process方法执行处理:

代码语言:javascript
复制
public static String processFile(BufferedReaderProcesssor p) throws IOException{
    try(BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("data.txt"))){
        return p.process(br);
    }
}
第四步:传递Lambda

现在你就可以通过传递不同的Lambda重用processFile方法,并以不同的方式处理文件了:

下面的图片总结了所采取的使processFile方法更加灵活的四个步骤:

使用函数式接口

如你所见的,函数式接口很有用,因为抽象方法的签名可以描述Lambda表达式的签名。Java 8的库设计师帮你在java.util.function包中引入了几个新的函数式接口。

Predicate

java.util.function.Predicate<T>接口定义了一个名叫test的抽象方法,它接受泛型T对象,并返回一个boolean。在你需要一个涉及类型T的布尔表达式时,就可以使用这个接口:

Consumer

java.util.function.Consumer<T>定义了一个名叫accept的抽象方法,它接受泛型T的对象,没有返回(void)。你如果需要访问类型T的对象,并对其执行某些操作,就可以使用这个接口:

Function

java.util.function.Function<T,R>接口定义了一个叫做apply的方法,它接受一个泛型T的对象,并返回一个泛型R的对象。如果你需要定义一个Lambda,将输入对象的信息映射到输出,就可以使用这个接口(比如提取苹果的重量,或把字符串映射为它的长度):

还有更为丰富的一些函数式接口,这里列举了三个比较有代表性的。

方法引用

方法引用让你可以重复使用现有的方法定义,并像Lambda一样传递它们。在一些情况下,比起使用Lambda表达式,它们似乎更易读,感觉也更自然。下面就是借助Java 8API,用方法引用写的一个排序的例子:

是不是更酷了?念起来就是“给库存排序,比较苹果的重量”,这样的代码读起来简直就像是在描述问题本身,太酷了。

为什么要关心方法引用呢?方法引用可以被看作调用特定方法的Lambda的一种快捷写法。它的基本思想是,如果一个Lambda代表的知识“直接调用这个方法”,拿最好还是用名称来调用它,而不是去描述如何调用它。

事实上,方法引用就是让你根据已有的方法实现来创建Lambda表达式,但是,显式地指明方法的名称,你的代码可读性会更好。

它是如何工作的呢?当你需要使用方法引用时,目标引用放在分隔符** :: **前,方法的名称放在后面。例如,Apple::getWeight就是引用了Apple类中定义的方法getWeight。请记住,不需要括号,因为你没有实际调用这个方法,方法引用就是Lambda表达式(Apple a) -> a.getWeight()的快捷写法。

下面给出一些在Java 8中方法引用的例子来让你更加了解:

你可以把方法引用看作针对仅仅涉及单一方法的Lambda的语法糖,因为你表达同样的事情时写的代码更少了。

Lambda 和方法引用实战

我们继续来研究开始的那个问题——用不同的排序策略给一个Apple列表排序,并展示如何把一个原始粗暴的解决方案转变得更为简明:inventory.sort(comparing(Apple::getWeight));

第一步:传递代码

很幸运,Java 8的API已经为你提供了一个List可用的sort方法,你不用自己去实现它。那么最困难的部分已经搞定了!但是,如何把排序的策略传递给sort方法呢?你看,sort方法的签名是这样的: void sort(Comparator<? super E> c)

它需要一个Comparator对象来比较两个Apple!这就是在Java中传递策略的方式:它们必须包裹在一个对象里。我们说sort的行为被参数化了:传递给它的排序策略不同,其行为也会不同。

你的第一个解决方案看上去是这样的:

代码语言:javascript
复制
public class AppleComparator implements Comparator<Apple>{
    public int compare(Apple a1, Apple a2){
        return a1.getWeigh().compareTo(a2.getWeight());
    }
}
inventory.sort(new AppleComparator());
第二步:使用匿名类

你可以使用匿名类来改进解决方案,而不是实现一个Comparator却只实例化一次:

代码语言:javascript
复制
inventory.sort(new Comparator<Apple>(){
    public int compare(Apple a1, Apple a2){
        return a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());
    }
});
第三步:使用Lambda表达式

但你的解决方案仍然挺啰嗦的。使用Java 8引入的Lambda改进后的代码如下:

代码语言:javascript
复制
inventory.sort((a1, a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight()));

你的代码还能变得更易读一点吗?Comparator具有一个叫做comparing的静态辅助方法,它可以接受一个Function来提取Comparable键值,并生成一个Comparator对象。它可以像下面这样用: Comparator<Apple> c = Comparator.comparing((Apple a1) -> a.getWeight()); 现在你可以把代码再改得紧凑一点了:

代码语言:javascript
复制
import static java.util.Comparator.comparing;
inventory.sort(comparing((a) -> a.getWeight()));
第四步:使用方法引用

前面解释过,方法引用就是替代那些转发参数的Lambda表达式的语法糖。你可以用方法引用让你的代码更加简洁(假设你已经静态导入了java.util.Comparator.comparing): inventory.sort(comparing(Apple::getWeight)); 恭喜你,这就是你的最终解决方案!这笔Java 8之前的代码好在哪儿呢?它比较短;它的意思也很明显,并且代码读起来和问题描述差不多:“对库存进行排序,比较苹果的重量。”

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划,分享自作者个人站点/博客。
原始发表:2017.12.27 ,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 作者个人站点/博客 前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • 前言
  • Lambda管中窥豹
  • 在哪里以及如何使用Lambda
    • 函数式接口
    • 把Lambda付诸实践:环绕执行模式
      • 第一步:记得行为参数化
        • 第二步:使用函数式接口来传递行为
          • 第三步:执行一个行为
            • 第四步:传递Lambda
            • 使用函数式接口
              • Predicate
                • Consumer
                  • Function
                  • 方法引用
                  • Lambda 和方法引用实战
                    • 第一步:传递代码
                      • 第二步:使用匿名类
                        • 第三步:使用Lambda表达式
                          • 第四步:使用方法引用
                          领券
                          问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档